I2C Bus Extender

[stefanopc]

Il senso di rotazione viene determinato in base all'andamento delle due fasi A e B dell'encoder:

Si sono d'accordo ma non tutti gli encoder sonorealizzati per ottenere questa funzionalità

Le equilibratrici per le ruote dei veicoli sono a mio parere un esempio collaudato nel tempo di funzionalita che si potrebbe emulare.
https://m.youtube.com/watch?v=un5EaeiUGso
Ciao

[theking0]

boiler, come buffer di acquisizione ci sono andato vicino ? :

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[boiler]

Sì, vicino, ma manca ancora qualcosa

L'accelerometro esce con una tensione di riposo tipica di 1.65 V (1.5V con un'alimentazione di 3V, ma noi abbiamo 3.3V).
Questa tensione viene dimezzata sulle resistenze da 50 ohm che terminano la linea, abbiamo quindi 0.825 V in ingresso all'opamp. Se l'amplificazione è 10, come nel tuo caso, la tensione in uscita dovrebbe essere 8.25 V, cosa ovviamente impossibile con un'alimentazione a 3.3V.

Se usi una configurazione invertente hai piú controllo sugli offset DC:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Ho dimensionato i componenti in modo da essere piú o meno dalle parti che ti servono. Verifica però in base alle tue condizioni d'utilizzo (e anche considerando i parametri worst-case dell'accelerometro, non solo quelli tipici) e adatta il circuito.

La resistenza da circa 50 ohm serve a terminare la linea. Il valore preciso si può calcolare dopo aver deciso il valore dei resistori del circuito di feedback.

Questo circuito inverte il segnale, ma è una cosa che puoi facilmente correggere in software.

Boiler

[theking0]

boiler , grazie, sempre molto esplicativo.

E se predisponessi dei trimmer per tarare il tutto ? Cosa ne pensi ?
Almeno mi tengo del margine operativo, altrimenti dovrei cambiare i resistori con package non comodissimo (0402) nel caso ci sia bisogno di compensazioni.

[boiler]

Abbiamo ottimizzato il resto del circuito per avere una buona risposta in frequenza. I trimmer diverrebbero il collo di bottiglia, eviterei se possibile.

Cerca di calcolare quale range ti serve e dimensionare i resistori di conseguenza.
Poi puoi prevederli in 1206, che si saldano veramente facilmente anche a mano.

Oppure implementi un paio di valori e li colleghi con il tipo di solder-blob-jumper che hai già usato.

Boiler

[theking0]

Mi immaginavo che i trimmer non erano l'ideale.
Purtroppo devo fare qualche prova in campo per sapere quale larghezza di banda scegliere.

...
Oppure implementi un paio di valori e li colleghi con il tipo di solder-blob-jumper che hai già usato.
...

e se predispongo per gli stessi step che ho usato sulla scheda sensore: 10, 50, 100, 200, usando quei solder jumper ?
nel caso come verrebbero dimensionati i resistori ? potresti spiegarmi come calcolarli usando la configurazione del'opamp che hai disegnato ?

[stefanopc]

Forse il trimmer sull'ingresso non invertente lo si potrebbe anche mettere.
In ogni caso sul PCB si può prevedere entrambe le soluzioni.
Una volta trovato il giusto compromesso si può volendo rimuovere il trimmer e piazzare le 1206
Sulla regolazione del guadagno basta evitare la saturazione e visto che dopo c'è un ADC di solito si possono sempre fare aggiustamenti via sw.
Ciao

[theking0]

Con la speranza di non dire boiate io l'avrei pensata cosi:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Poi la R da 50 ohm la metto in 1206 e la posso cambiare se serve.
Voi che dite ?

[boiler]

Dal datasheet dell'ADXL325:

Zero bias level (ratiometric): 1.3/1.5/1.7 V (min/typ/max) @ 3V
Sensitivity (ratiometric): 156/174/192 mV/g @ 3V
Measurement range: ±5/±6/- g

Visto che lo alimentiamo a 3.3 V, i valori ratiometrici si modificano come segue:
Zero bias level (ratiometric): 1.43/1.65/1.87 V @ 3.3V
Sensitivity (ratiometric): 171.6/191.4/211.2 mV/g @ 3.3V

Il valore minimo che possiamo aspettarci è quindi quello con
- bias minimo
- sensibilità massima
- a -6g
-->

Il valore massimo che invece possiamo aspettarci è quello con
- bias massimo
- sensibilità massima
- a +6g
-->

L'ingresso dell'ADC mappa tensioni da 0 a 3300 mV su 12 bit.

Se portassimo queste tensioni in uscita direttamente all'ADC perderemmo un po' di risoluzione perché sprechiamo 163 mV in basso e altrettanti in alto.
In queste condizioni abbiamo un valore dell'LSB di

Se confrontiamo questo valore con la sensibilità dell'accelerometro vediamo che corrisponde a 0.0047 g (usando la sensibilità minima).
È tanto? È poco? È sufficiente? Non lo so, l'applicazione la conosci tu e sei tu che puoi fare una stima della risoluzione che ti serve.

Per ottenere questo risultato ci serve guadagno unitario, dobbiamo però considerare che le resistenze da 50 ohm formano un partitore che dimezza la tensione in ingresso all'opamp, il quale va quindi configurato per lavorare con un guadagno di 2.

Se invece vogliamo una risoluzione maggiore dobbiamo amplificare, ma il margine che ci resta prima di toccare i limiti di 0 V in basso e 3.3 V in alto è pochissimo. Si dovrebbe quindi pensare di limitare il campo di misura, accettando per esempio solo valori tra -3 e +3 g si può raddoppiare la risoluzione.

Attenzione, ogni amplificazione aumenta anche la quantità di rumore sul segnale, anche se non credo che in questo caso sia un grosso problema e l'op-amp che abbiamo scelto è abbastanza silenzioso.

I condensatori che hai messo sul feedback servirebbero proprio a ridurre il rumore (e la banda!) se ci fosse un problema, ma i loro valori sono elevatissimi! Lì ci va 1 nF a stare larghi! Secondo me non ti serve: la banda la limiti già in sorgente e non credo che tu abbia grossi problemi di rumore.

Boiler

[theking0]

Ho fatto un po' di valutazioni e ho deciso che per il mio scopo difficilmente supererò i ±3g, quindi ho pensato di cambiar in corso d'opera usando l' ADXL335 che ha più sensibilità di misura. Inoltre ho limitato la scelta della larghezza di banda a 50Hz e 100Hz, moto probabile che sarà la 50Hz quella che userò.
Ho rivisto poi la scheda del sensore con le scelte fatte e ho fatto anche un cambiamento sul connettore, il DB9 non mi piaceva molto per il fatto che occupava moto posto sulla scheda, ho deciso di mettere un connettore IPEX e predisporre due piazzole per l'alimentazione, quindi ora ho sue possibilità:
1) entro direttamente con il piccolo coassiale e l'alimentazione inguainati insieme e li fermo con un pressacavo, quindi il coassiale finisce direttamente sul suo IPEX.
2) uso un connettore IPEX a SMA per il segnale e un M8 per l'alimentazione.

In questo modo ho i vantaggi di aver ridotto le dimensioni del PCB e di par viaggiare il segnale su connettori a impedenza controllata.
La pista che porta all'IPEX e cortissima e di dimensioni 2.2mm, la scheda la farò produrre con spessore 1.2mm .

Ora con questi parametri ben definiti mi concentro sulla acquisizione, tenendo conto che le sole sue larghezze di banda utilizzabili sono 50Hz e 100Hz.