ADC MCP3201 citit cu nodemcu (esp8266)

[UDAR]

Zenere-le , în special cele de tensiuni mici , au curenți importanți la tensiuni cu puțin sub tensiunea lor nominală . Am și postat undeva , (într-un topic al lui @Dudikoff cred) niște măsurători la o diodă de 4,7V. Erorile vor fi deci importante .

 

Protecția corectă la microcontrolere și alte CI sensibile se face ca mai jos :

 

 

 

 

 

Sigur , la aplicații foarte pretențiose - ADC sau AO cu curenți de intrere foarte mici - pot interveni și pierderile diodelor , dar aici nu e cazul . 1N4148 sunt foarte OK. R lim se calculează astfel încât să nu se depășească curentul maxim de intrare în pin - la PIC de pildă e de 20mA . Deoarece tensiunea la nodul diode - Rlim e cu cel mult 1V în afara gamei admise avem 1V/20mA = 50Ω. În practică câteva sute de ohm , care nu vor afecta de loc performanțele.

[digix]

Am referinta externa de 2.5V si nu cred ca pot aplica metoda asta, ma gandeam la ceva de acest fel:

 

[nico_2010]

Pare OK.

Pentru UDAR: diodele alea ar trebui sa fie Schottky, asa tensiunea maxima la intrarea in microcontroller ar fi de circa 5.2V (nu de 5.6V).

[UDAR]

Nu văd cu ce deranjează referința externă. Tensiunea de intrare mai mare decât valoarea referinței nu este periculoasă .

 

Schema sugerată de tine suferă ( poate în mai mică măsură ) de aceeași problemă . Când tensiunea la intrare este de 10V ar trebui ca pe Zener să se aplice 5V și el să nu absoarbă curent. În realitate el va absorbi câțiva µA care înmulțit cu 10kΩ înseamnă câteva zeci de mV . O eroare destul de mareși greu de compensat soft pentru că se aplică doar la partea superioară a domeniului.

 

 

@nico_2010. Nu , nu trebuie Schottky.

Mai întâi că nu e necesar . Supratensiunea apare la nodul cu pricina nu la pinul integratului, acolo e mai puțin datorită rezistenței de limitare.

Apoi, la impedanțe mari ar putea fi chiar dăunător - Schottky au curenți inverși mai mari decât cele cu joncțiune. BAT42 de pildă are tipic 100 max 500 nA față de 1N4148 care are tipic sub 10 , maxim 25nA ( ambele la 5V și 25°C).

Editat Iunie 23, 2017 de UDAR

[digix]

Citez din DS-tul lui MCP3201:

 

3.0 PIN DESCRIPTIONS

3.1 IN+ Positive analog input.

This input can vary from IN- to VREF + IN-.

 

 

Nu ma deranjeaza daca apar erori in partea superioara a domeniului pentru ca in mod real traductorul merge pana

la maxim 2.5 bar adica 4.165V peste aceasta valoare intra protectiile in functiune.

Editat Iunie 23, 2017 de digix

[nico_2010]

UDAR, imi pare rau sa te contrazic dar te rog sa citesti asta: http://www.analog.com/en/technical-articles/protecting-adc-inputs.html

Diferenta este data de caderea de tensiune pe diode, iar intrarea ADC nu accepta surse cu rezistenta mai mare de 10k (deci se excud impedante mari, ma rog la tensiune continua rezistente mai mari de 10k) fara sa afecteze rezultatul masurarii.

@digix; tensiunea maxima pe intrarea ADC s-ar putea sa nu depaseasca 1.4 ... 1.5V la schema propisa de tine.

 

L.E. Dodele Schottky au un timp de raspuns mult mai mic decat diodele obisnuite si, in plus, au tensiunea Vth mai mica decat a diodelor de protectie din microcontroller.

[UDAR]

Citez din același DS :

 

 

All inputs and outputs w.r.t. VSS ...... -0.6V to VDD +0.6V

 

 

Deci nu trebuie să confundăm regimul normal de lucru - când e așa cum zici tu - cu regimul de ”avarie” , de protecție la o suprasarcină accidentală.

 

 

@nico_2010 . Păi nu mă chiar contrazice articolul ăla. Ei zic că e o variantă - și au ales limitarea la ieșire AO , o sursă de impedanță mică . Tot ei zic că se poate face limitarea și la intrarea ADC :

It may also be possible to use diodes to clamp the input to the amplifier if it suits the application needs.

Și aici nu mai zice Schottky.

Poți deasemenea observa că și autorul ia în considerare posibilele efecte ale curentului invers ridicat .

 

Eu mă refeream strict la aplicația lui @digix unde impedanța nu poate fi mai mică decât câțiva kΩ. Se pot deci folosi diode Schottky dacă se admite o eroare de , să zicem , câțiva mV la cap de scală. Dar , insist , nu e nevoie.

 

 

EDIT . Trebuie avut în vedere că limitarea de câțiva mA sau câteva fracțiuni de V e dată de existența diodelor interne de protecție legate exact la fel cu cele sugerate de mine . Deci , scoaterea intrării propriuzise cu câteva fracțiuni de volt în afara domeniului de alimentare nu reprezintă niciun pericol . Problema e să nu suprasolicităm diodele interne care sunt de mică putere . Cum facem acest lucru - dacă sursa are impedanță mică și nu dorim/putem s-o micșorăm ( de exemplu la ADC de viteză relatov mare , cum e în articol ) folosim limitarea în tensiune , eventual cu diode Schottky . Dacă sursa are însă o impedanță relativ ridicată limitarea se face în curent . Uneori nu mai trebuie să adăugăm nimic - dacă tensiunea aplicabilă accidental la intrare nu este cu mult mai mare decât cea normală , alteori adăugăm o structură ca cea propusă dar cu diode cu joncțiune din motive de curent invers și , de ce nu , de cost .

Editat Iunie 23, 2017 de UDAR

[Liviu M]

Daca limitezi curentul, nu-i nevoie de diode suplimentare, sunt suficiente cele de protectie ESD incluse in integrat. De fapt presupun ca de acolo vin cei +/-0,6 V din

All inputs and outputs w.r.t. VSS ...... -0.6V to VDD +0.6V

[UDAR]

Daca limitezi curentul, nu-i nevoie de diode suplimentare, sunt suficiente cele de protectie ESD incluse in integrat. De fapt presupun ca de acolo vin cei +/-0,6 V din

All inputs and outputs w.r.t. VSS ...... -0.6V to VDD +0.6V

Exact! Specificațiile de tensiuni de la Valori maxim admisibile se referă la surse de impedanță mică ( surse de tensiune teoretic ideale ) . Deci , pe un astfel de pin , la o alimentare de 5,0V putem aplica din sursa de laborator între -0,6V și +5,6V fără să distrugem integratul pentru că diodele respective nu se vor deschide exagerat la 0,6V pe ele , Dar la 0,8V s-ar putea distruge . De aici rezultă necesitatea de diode Schottky în cazul acestui mod de protecție , să avem o rezervă până la cei 0,6V.

Dacă avem specificat un curent atunci putem aplica - printr-o rezistență - orice tensiune astfel încât curentul maxim să nu fie depășit . Deci , da , ( am spus și mai sus ) pot să nu mai pun nicio diodă . În cazul schemei noastre , estimând un curent de 5mA admisibil ( nu e specificat ) cu 10kΩ putem merge până la 50V . Dacă suntem siguri că nu depășim această valoare nu mai e nevoie de nimic .

Editat Iunie 23, 2017 de UDAR

[digix]

Iau in calcul faptul ca o supratensiune pe IN+ poate fi de scurta durata si generata de mediul industrial.

 

In aceste conditii daca nu depasesc valorile limita All inputs and outputs w.r.t. VSS ...... -0.6V to VDD +0.6V ramane de vazut ce am pe iesirea ADC la sa zicem 3V pe intrare cu referinta de 2.5V. Daca am 4095 este ok pentru ca stiu ca ma aflu la capat de scala sau mai sus, alta valoare sau o eroare incurca treaba.

 

In aceasta situatie cred ca este mult mai safe sa nu las intrarea sa creasca liber peste 2.5V si o limitare zener la 2.5V eventual dupa schema de mai sus ma face sa ma simt in siguranta.

 

Voi face teste maine si lamuresc situatia.

Editat Iunie 23, 2017 de digix

[UDAR]

Dacă ții neapărat să faci o limitare la 2.5V atunci faci așa :

 

 

 

La 2.5V intrare curentul prin diodă este tipic de 100nA deci eroare 1mV la 10kΩ iar la 3V curentul este de aproape 10mA ceea ce corespunde unei supratensiuni de 100V .

 

Nu ai cum să limitezi ( decât cu scheme complicate ) fix la 2.5V

Editat Iunie 23, 2017 de UDAR

[digix]

Eroarea de masurare introdusa de zener in schema propusa de mine:

 

Tensiune masurata[V] eroare[v]

 

10 -0.5

9 -0.309

8 -0.163

7 -0.067

6 -0.019

5 -0.002

4 0

 

Concluzia este ca protectia cu zener este o porcarie.

Voi renunta la protectie pentru precizie, sper sa se descurce protectia interna MCP3201.

Alt montaj mai sofisticat de protectie nu se justifica in cazul de fata.

 

 

[mihaicozac]

"Nu ai cum să limitezi ( decât cu scheme complicate ) fix la 2.5V "

 

 

Schema din figură nu e foarte complicată...

Editat Iunie 25, 2017 de mihaicozac

[digix]

Un comparator "aveam si eu in cap" dar acel R imi face probleme pentru ca mareste mult rezistenta interna a sursei

de tensiune "vazuta" de IN+ si o sa am citiri fluctuante.

[Stefan]

Potrivita pentru cazul tau este ce a postat UDAR aici http://www.elforum.info/topic/125889-adc-mcp3201-citit-cu-nodemcu-esp8266/?p=1552928

Ai testat? Nu conteaza referinta ci cat ai alimentarea IC-ului.