Eigentlich bin ich Experimentalphysiker, der seinen Lebensunterhalt mit Softwareentwicklung verdient. Mein Wissen hört also im Grunde damit auf, Mikrocontroller-Programme zu schreiben, sie auf ein Steckbrett zu legen und die Drähte auf einfache Weise einzuhaken.
Damals in meiner Studentenzeit habe ich es auch geschafft, eine Leiterplatte mit Löchern zu bekommen und elektronische Teile darauf zu löten, um einen RCD-Programmierer für einen PIC16F84-Mikrocontroller zu erstellen, und es hat funktioniert (das war wie vor 10 Jahren).
Jetzt würde ich gerne einen hochauflösenden ADC mit Arduino machen, aber er muss zuverlässig sein und schließlich möchte ich ihn in einen Koffer / eine Kiste stecken. Der ADC-Chip, den ich im Auge habe, ist ADS1256 .
Ich ziele auf 24-Bit mit einer Abtastrate von etwa 10 kHz ab, und dieser Chip scheint perfekt zu sein. Ich habe jedoch absolut keine Ahnung, wie man einen so relativ kleinen Chip auf eine Platine bekommt, damit ich ihn anschließen könnte.
Ich frage mich, ob es eine einfache Möglichkeit gibt, dies selbst zu tun (z. B. mit einer Leiterplatte mit Löchern, wie auf dem Bild), oder ob es Dienste gibt, die dies für Geld tun würden, ohne 10.000 Stück herstellen zu müssen. Wenn ich das als DIY betrachte, ist eine Herausforderung, dass sich alles wie eine Antenne verhält und ich viel Rauschen in meinen digitalisierten Signalen habe, wenn ich das vermassele.
Welche Möglichkeiten habe ich? Bitte beraten.
PS: Falls es relevant ist, ich lebe in Deutschland.
Was ist Ihr Budget? Sie können immer Breakout-Boards verwenden, wie in einer anderen Antwort erwähnt, aber auf diese Weise erhalten Sie möglicherweise die Hälfte dieser 24 ADC-Bits als nützliche Informationen. Um auch nur 16 nützliche Bits aus einem ADC herauszuholen, ist eine Leiterplatte mit guten Leistungs- und Signalintegritätspraktiken erforderlich.
Sie könnten sich beim Layout Ihrer Leiterplatte versuchen, aber es könnte schnell überwältigend werden.
Alternativ bietet TI ein Evaluierungskit für das Teil an, das so konzipiert ist, dass es so viele Bits zusammendrückt, wie die Anwendungsingenieure verwalten können. Siehe hier:
ADS1256 Leistungsdemonstrationskit
Wenn Sie das Benutzerhandbuch auf dieser Seite lesen, sieht es so aus, als ob das Kit in zwei Teilen geliefert wird, was Ihnen einige Optionen bietet. Die kleinere Platine ist der ADC und seine unterstützende Schaltung. Ich habe die Anleitung nur überflogen, aber es sieht so aus, als ob die analogen Signale auf J1 und die digitalen Signale auf J2 ausgebrochen sind. Daher kann J2 mit Ihrem Arduino verbunden werden (es ist ein 100-mil-Raster, das zu Ihrem typischen Steckbrett passt, sodass Sie möglicherweise nur das Board auf den Kopf stellen und einstecken müssen), und J1 kann möglicherweise direkt mit dem verdrahtet werden, was Sie messen oder vorzugsweise auf einer Platine zu einem geeigneten Kabelstecker herausgebrochen. Die digitale Steuerung ist nur I2C, so dass Ihr Arduino keine Probleme haben wird.
Es sieht so aus, als hättest du früher nur das kleinere Board kaufen können, aber es ist veraltet. Sie können beide Boards zusammen für 200 $ von TI bekommen. Die zweite Platine ist eine DSP-betriebene Schnittstelle zu Ihrem Computer. Sie müssen sich darüber informieren, was das bietet, aber Sie werden vielleicht sogar feststellen, dass das alles ist, was Sie für Ihre Zwecke benötigen, vorausgesetzt, es bietet ein SDK und Sie versuchen nicht, eine Fernüberwachung durchzuführen. Wenn Sie kostensensibel sind und nur das kleinere Board wollen, wenden Sie sich direkt an TI. Sie sind oft entgegenkommend mit Demo-Kits, besonders wenn Sie mit einer Institution oder einem Unternehmen mit großem Namen verbunden sind.
Da ich für einen Konkurrenten von TI arbeite, der sich auf „shmanalog shmevices“ reimt (allerdings nicht annähernd deren Chipgeschäft), füge ich hinzu, dass es sich lohnt, so viele Geräte wie möglich zu testen, wenn man sich Evaluierungsboards ansieht. Je nachdem, wie der Apps-Ingenieur die Verwendung der Demo-Plattform wollte, finden Sie möglicherweise einige Evaluierungsboards brauchbarer als andere für Ihre Anwendungen.
Sie können das Oberflächenlöten ohne neue Ausrüstung selbst durchführen, wenn Sie ein Breakout-Board für dieses spezifische Chippaket (Formfaktor) kaufen. Ich habe nicht das gesamte Datenblatt auf dem von Ihnen angegebenen Chip gelesen, daher bin ich mir der Paketspezifikation nicht 100% sicher, aber dies könnte das sein, wonach Sie suchen. Dann können Sie das Oberflächenlöten zu Hause mit Flussmittel und einem normalen Lötkolben durchführen.
Wenn Sie schließlich einige davon erstellen möchten, können Sie diese Art von Ausbruchsmuster einfach in der PCB-Layout-Software zeichnen und drucken lassen. Wenn Sie sie nicht dringend benötigen, können Sie das Design zu einigen Diensten außerhalb Chinas schicken und in etwa 2 Wochen etwa 20 Platinen für jeweils etwa 1-2 US-Dollar drucken lassen.
Ich habe einmal einen 22-Bit-ADC mit einer Wortrate von vielleicht 50 Hertz auf einer zweiseitigen Leiterplatte evaluiert. Es gab KEINE digitalen Leitungen in der Nähe des Eingangs oder des ADC, mit Ausnahme der seriellen SPI-Schnittstelle (3-Draht), die zwischen ADC-Konvertierungen im Ruhezustand war. Und ich hatte 1-kOhm-Widerstände in den clk-data-enable 3-Drähten, um den entfernten MCU-Müll zu "ermutigen", fern zu bleiben.
Wie viel Magnetfelder können Sie vertragen? Betrachten Sie 60 Hz, 1 Ampere, 1 Meter Entfernung, mit Überspannungen bis 10 Ampere mit Anstiegszeiten von 1 uS, wenn sich die Gleichrichterdioden abrupt einschalten. 1-uS-Kanten werden von der Kupferfolie schlecht abgewiesen (nur eine oder 2 dB Dämpfung durch Skin-Effekt), daher gehen wir von keiner magnetischen Abschirmung aus. Angenommen, Ihr anfälliger Schleifenbereich ist der Bereich, der von Vin+ und Vin- des ADC umschlossen ist und als 100 Millimeter (4 Zoll) mal 1 mm modelliert ist. Hier ist die Mathematik (ich kenne die Antwort nicht; ich werde genauso überrascht sein wie Sie ).
Da wir wissen, dass MU0 4 * Pi * 10^-7 Henry/Meter ist, schreiben wir Vinduce um als
und wir haben
Vinduce = 2e-7 * (100mm * 1mm) / 1meter * 10amps/1uS
Vinduce = 2e-7 H/m * 100e-6 m^2 / 1m * 10^+7 Ampere/Sek
Vinduce = 2e-7 * 100e-6 * 1e+7 = 200 * e-6 = 200 Mikrovolt.
Fühlst du dich glücklich? (Clint Eastwood)
Welche Topologie hat dieser Störer?
Ein einzelnes Kabel mit unendlicher Länge, das 10 Ampere mit 1 uS Trise führt (tritt 120 Mal pro Sekunde auf, was wir für unsere Berechnung nicht benötigen), der Rückweg befindet sich im Unendlichen. In Wirklichkeit haben Stromkabel die Hot/RTN-Leitungen nur wenige Millimeter voneinander entfernt, sodass sich der größte Teil des Magnetfelds selbst aufhebt. Am meisten. Wie glücklich fühlen Sie sich?
Und die anfällige Schleife ist das 100 mm lange Eingangssignal zum ADC, wobei Vin+ 1 mm von Vin- entfernt liegt; Entfernung über Ebenen wird nicht modelliert.
Noch ein Fehler? elektrische Felder von Spitzen bei 60 Hz und 80.000 Hertz von elektronisch gesteuerten Leuchtstofflampen.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
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