Бортовое радиоэлектронное оборудование ракет IV

Alex, Chernigiv,17.04.2004 13:09:27 :

> Пьезокристаллы на датчики давления не годятся
Годятся. Библиографически установленный факт. Пишут, правда, что не годятся для измерения статических (медленно меняющихся) давлений.

 

На самоме деле, в нашем случае, несмотря на то, что ракета летит вверх с ускорением десять же, давление именно статическое, скорость изменения - процент в секунду.

Пьезокерамический датчик такое ловит исключительно потому, что из керамики можно "испечь" деталь очень сложной формы. Это позволяет снизить выходное сопротивление, уменьшить утечки, но, главное, керамика не боится очень больших статических нагрузок, и можно сделать интегральный рычажный механизм.

На самом деле, если сделать на пьезокристалле две дополнительные обкладки, и "стряхивать" статику гауссовыми импульсами, можно и медленно меняющиеся давления мерять. Но геморроя выше крыши.

А, так, в целом, да, можно. Называется "никогда не говори 'никогда' ".

> Ну что, ты шуток не понимаешь?
Шутка сказанная шутке написанной рознь. Это одно из досадных ограничений форума как средства общения. Когда не видишь глаза собеседника, интерпретация текста ОЧЕНЬ сильно варьирует в зависимости от исходного настроения реципиента, т.е. того, кто этот текст читает и воспринимает. Сам с этой проблемой сталкивался - как автор - и как минимум один раз в ЭТОМ форуме. Кстати, об этом хорошо Кара-Мурза рассказал в своей книжке.

> И вообще, давайте жить дружно.
Ну давайте...

> И сколько же десятков ГОм оно составляет?
Преобразователи для измерения pH, десятками лет успешно эксплуатирующиеся у нас на электростанции, (в откровенно промышленных условиях) имеют входное сопротивление порядка 14 ТОм. Это, по сути, милливольтметры постоянного тока с этаким веселеньким входным сопротивлением. Уверен, что есть такие же надежные приборы и для измерения высоких сопротивлений. А порядок такой: кило-, мега-, гига-, тера. Дальше не помню, извиняйте.

> ... и можно сделать интегральный рычажный механизм.
А вот это круто! Мне вообще немного не по себе от успехов нанотехнологии... Вспоминаю, как когда-то, лет пять назад, увидел в каком-то журнале механический (!) наноаналог транзистора. Механический затвор, состоящий из столбика молекул (атомов?), канал для пропускания потока электронов. Все просто, как золотник. Еще - логотип IBM, выложенный атомами (!) алюминия на какой-то там подложке. Атомы на фотографии выглядели как серебристые шарики. Немного расплывчато, но на мозги давит однозначно.

Я работал в ремонте измерительной техники.

 

А я 12 лет работаю, и по сей день, начальником КИПиА Братской ГЭС. Ну и что? Ты думаешь, что я ничего не знаю про измерения? И не надо мне впаривать про тераомы. Измерить их можно, но работать с ними нельзя. И свойства диэлектриков определяются не их сопротивлением, а именно тангенсом угла потерь. Мы же говорим о том, с чем реально можно летать. Давайте не будем ударяться в большую науку. Это делают в диссертациях. А мы практики.
Извините, погорячился.

HARRY>Ты думаешь, что я ничего не знаю про измерения? И не надо мне впаривать про тераомы. Измерить их можно, но работать с ними нельзя.
Вы просто про охранные кольца давно не вспоминали... Запросто можно работать. Если нужно . Партия сказала "надо" - комсомол...
HARRY>И свойства диэлектриков определяются не их сопротивлением, а именно тангенсом угла потерь.
Во-во. Tg угла потерь определяется не только и не столько сопротивлением, а "подвижностью зарядов". Но я ж с этим не спорю...

Вы просто

 

Умоляю, только не надо на ВЫ!

Сегодня погонял свой альтиметр по высотам, измерил высоту ближайших холмов, покатался с 17 этажа на первый данные с датчика (высота с 1 по 17 )этаж 42 метра, расчётная 42.5 думаю устроит

Добавил в фирмвару цифровую фильтрацию методом усреднения 64 выборок.
Теперь, надо это всё будет по-человечески на плате развести, а то всё на макетке (фоту выкладывал топике про програмирование на AVR)/

Если кому интересно, то потрачу время чтобы выложить схему.

Yuran, 17.04.2004 17:19:31 :

этаж 42 метра, расчётная 42.5 думаю устроит

Если кому интересно, то потрачу время чтобы выложить схему.

 

Вот это точность!
Очень нужна схема. И программа, конечно.

Только я не понял, монитор будет на ракете летать или подключаться после полёта? В общем, нужна не только схема, но и описание работы.

очень интересно

Serge77, 17.04.2004 18:23:07 :

Yuran, 17.04.2004 17:19:31 :

этаж 42 метра, расчётная 42.5 думаю устроит

Если кому интересно, то потрачу время чтобы выложить схему.

 

Вот это точность!
Очень нужна схема. И программа, конечно.

Только я не понял, монитор будет на ракете летать или подключаться после полёта? В общем, нужна не только схема, но и описание работы.

 

Конечно нет )

Лететь индикатор никуда не будет ))

Это просто был удобный способ отладться (проверить работу датчика давления MPX4115AP, и определить шумы младших битов)


Для ракеты пока программу полёта не придумал, думаю будет две части одна собирать данные во флешку, вторая собсвенно управлять системой спасения и возможно фотиком. Собсвенно всё. Схему с кратким описанием и прошвику которую писал для макетки выложу.

Сейчас вот думаю как можно кроме дымчатого пороха и резинки систему спасения выбрасывать идея есть если обдумаю её то расскажу

вроде на какоето время закончил фирмвару для своего высотомера на макетке
B)
теперь работает устройство так. включил, через 7 секунд оно запоминает текующее давление и начинает вычислять разницу, соответсвенно результат выводиться в метрах с разрешением 2м и отображается стрелочкой в какую сторону (вверх или вниз) был перемещён прибор, а также во второй строчке дисплея отображается минимальная и максимальные высоты которые выводились на экран %0

теперь я готов измерить глубину метро не пугая окружающих ) а то если достать такую ерундовину, то думаю особо приятных ощущений это не вызовет. :ph34r:


Готовлю выложить с хему с рекомендациями как собирать аналоги для разных датчиков и для разных потребностей.

Если найдешь время сделай страничку на by.ru например, аль еще где. А то в конфе такая информация теряется.

Я смотрю ты скор на руку.

Ну вот собственно нашёл время чтобы кратко описать свою схему.
Если кто то решит её разместить на сайте, чтобы она не пропала Welcome! =:)

Мной была поставлена задача на основании мотороловского барометрического датчика давления MPX4115A, сделать высотомер для дальнейшего его ипользования в ракете. Прочитав даташит на данный сенсор, я определил диапазон изменения напряжений при которых давление будет меняться. Дальше собственно и была разработана эта незайтеливая схема. Её предназначение в том чтобы усилить сигнал с сенсора и придать ему смещение таким образом чтобы можно было подать сигнал на вход 10 битной АЦП(тоесть чтобы изменения напряжения на сенсоре в измеряемом диапазоне как можно ближе приближались на входе АЦП от 0 до 5, на практике выщло от 0.2 до 4.9, из за чего часть значящих битов ушла с 1023 до 986).

1) Усиление происходит соответсвенно ОУ U1B, коэффициент усиления задаётся резистором R5-(R10).

2) Cмещение происходит благодаря напряжению созданного на резистивном делителе R1(R8)-R2 и подаваемом с повторителя напряжения U1A на иверт. вход усилителя U1B. С помошью подстроечного R8 мы осуществляем подстройку напряжения смещения.

3)Для избежания ситуации когда сигнал на выходе ОУ U1B может превысить напряжение питания АЦП AD7810, в схему включён стабилитрон D1 (по даташиту на АЦП AD7810, напряжение смерти AD7810 (0.2В + Vcc), поданные на вход). Учитывая высокую стоимость АЦП думаю становиться всё понтно

4) На выходе сенсора стоит высокочастотный RC фильтр, для уменшьения ВЧ сотавляющих помех (это описано в application note AN1646 на сайте моторолы, линк ниже)

5)Куча конденцаторов которая видна на схеме совсем не лишняя, как может показаться на первый взгляд, конденцаторы в цепи питания должны распологаться в непосредсвенной близости с ногами микросхем для которых они предназначены.
C11,C12 рядом с сеносором, C10,C9 рядом с АЦП, С4,С2 рядом с линейным стабилизатором.
По поводу того как правильно развести плату содржащую аналогово-цифровую схему отправляю всех на сайт моторола application note AN1646
http://e-www.motorola.com/files/sensors/doc/app_note/AN1646.pdf
за апликейшен ноутом, в котором эта тема очень хорошо описана, включая и то как добиться минимальных шумов.

6) Питается схема кроной, напряжение 5 вольт получается с помошью линйного стабилизатора MC7805C, если у кого есть деньги советовал бы поставить преобразователь DCDC, чтобы поберечь крону и повысить КПД, но к сожалению разница стоимости 7 рублей стабилизатор и около 300 рублей DCDC, заставили меня отказаться от этой идеи. Но если в запасах лежит DCDC 9->5, то думаю будет получше )))

7)Значения сопротивлений приведены, те которые реально стоят в моей схеме.
Значит уже писал, что при данных значениях сопротивлений, перевод от давления в мметры происходит простым сдвигом значения с АЦП на два(что очень удобно так как лишние преобразования иногда бывают критичны).
Измеряемый диапазон если принять 0 за 101.3 кPa от 1200м, до -600м.
Почему такой большой минус? Скажу сразу, брал с запасом многие захотят пересчитать свои схемы на другие диапазоны и на другие сенсоры

8)Прошу прощения за схемы, не было времени править в фотошопе. Это просто скриншоты из программы OrCad Cadence Capture CIS 9.0, в которой собсвенно схема и считалась, потому наименования могут следовать не строго по номеру.

В заключении привожу список application notes, c котроым должен каждый ознакомиться кто разрабатывает альтиметр.

AN1646
http://e-www.motorola.com/files/sensors/doc/app_note/AN1646.pdf

AN1326
http://e-www.motorola.com/files/sensors/doc/app_note/AN1326.pdf

AN1979
http://e-www.motorola.com/files/sensors/doc/app_note/AN1979.pdf

AN1322
http://e-www.motorola.com/files/sensors/doc/app_note/AN1322.pdf

Вот результаты симуляции на компе, после пайки и небольшой подстройки данные не расходились и на 0.01В.

Если что не ясно, спрашивайте, если кто не знает как расчитывать коэффициент усиления ОУ , или резистивный делитель пишите помогу чем смогу.

К сожалению времени не могу много посвещать описанию всего в форумах, но если кого заинтересует всё же макетка с LCD, которую я делал ,
то я накидаю схему и выложу фирмвару, просто это часть уже меньше относиться к ракетам, а больше к обычным приборам. )
B)

2Yuran:

Вот, видно серьезный подход к делу . Есть пара предложений/вопросов:

• Не пробовали на ОУ U1B соорудить не просто усилитель, а и активный фильтр НЧ? Как по мне, так прямо просится Саллен-Ки второго порядка на каких-нибудь 10 Гц Добавляется пара резисторов и конденсаторов.
• Моделировалась ли эта схема в температурном диапазоне? А то ведь ширпотребный непрецизионный LM1/2/358 имеет немалые дрейфы.
• По моему опыту, наиболее удобный способ "выдергивания" схем из схеморисовалок в общечитаемые форматы — это печать на "виртуальный" принтер с конвертацией в PDF. При этом размеры файла получаются, например, для вышеприведенной схемы — порядка 40 кБ, а качество — остается "оригинальное", т.е. векторное. И вообще, сейчас спрошу =КРоН=а на предмет отдельных "электрических" форумов для подобных обсуждений...

Любителям преобразователей DC-DC!
Автомобильные зарядки для сотовых телефонов можно купить по 99 рублей. Там, внутри, есть преобразователь с выходным напряжением 5 вольт на мотороле. Примерно на пол-ампера. От кроны работает. Я использовал такую зарядку для Эриксона Т28

GrayCat, 19.04.2004 15:05:45 :

2Yuran:

Вот, видно серьезный подход к делу . Есть пара предложений/вопросов:

• Не пробовали на ОУ U1B соорудить не просто усилитель, а и активный фильтр НЧ? Как по мне, так прямо просится Саллен-Ки второго порядка на каких-нибудь 10 Гц Добавляется пара резисторов и конденсаторов.
• Моделировалась ли эта схема в температурном диапазоне? А то ведь ширпотребный непрецизионный LM1/2/358 имеет немалые дрейфы.
• По моему опыту, наиболее удобный способ "выдергивания" схем из схеморисовалок в общечитаемые форматы — это печать на "виртуальный" принтер с конвертацией в PDF. При этом размеры файла получаются, например, для вышеприведенной схемы — порядка 40 кБ, а качество — остается "оригинальное", т.е. векторное. И вообще, сейчас спрошу =КРоН=а на предмет отдельных "электрических" форумов для подобных обсуждений...

 

Думаю фильтр на осное ОУ здесь будет лишим. Результаты вполне меня удовлетворяют, разведу плату должно быть ещё лучше B)
Тепловой дрейф пока не замечал за 258 , работает нормально по крайней мере 2 с половиной часа. Уже писал что точность порядка 2 метров меня более чем устраивает, тем более я ещё не знаю как поведёт себя датчик на больших скоростях полёта.
Схему можно было и в pdf напечатать но возможно не у всех есть Acrobat reader.

Yuran> Думаю фильтр на осное ОУ здесь будет лишим.

Ну, хозяин — барин...

Yuran> Тепловой дрейф пока не замечал за 258 ... работает нормально по крайней мере 2 с половиной часа.

Дело не во времени, а в диапазоне реальных температур, в котором придется работать девайсу. Для "уличных" применений надо рассчитывать как минимум на 10^o--30^o. Просто надо убедиться, что погрешность в этом диапазоне не превзойдет 2 метров.

Хотя, как я смотрю, коэффициены усиления тут у тебя небольшие, должно прокатить...

Yuran> Схему можно было и в pdf напечатать но возможно не у всех есть Acrobat reader.

У любого человека, хоть сколько-то занимающегося электроникой, Acrobat reader ЕСТЬ. Уж если Инет есть, то АР точно найдется.

GrayCat, 19.04.2004 15:59:53 :

Yuran> Думаю фильтр на осное ОУ здесь будет лишим.

Ну, хозяин — барин...

Yuran> Тепловой дрейф пока не замечал за 258 ... работает нормально по крайней мере 2 с половиной часа.

Дело не во времени, а в диапазоне реальных температур, в котором придется работать девайсу. Для "уличных" применений надо рассчитывать как минимум на 10^o--30^o. Просто надо убедиться, что погрешность в этом диапазоне не превзойдет 2 метров.

Хотя, как я смотрю, коэффициены усиления тут у тебя небольшие, должно прокатить...

Yuran> Схему можно было и в pdf напечатать но возможно не у всех есть Acrobat reader.

У любого человека, хоть сколько-то занимающегося электроникой, Acrobat reader ЕСТЬ. Уж если Инет есть, то АР точно найдется.

 

Ok

Андрей Суворов, 19.04.2004 15:19:47 :

Я использовал такую зарядку для Эриксона Т28

 

Ты для Эрика использовал или "от эрика" зарядку? Просто чтоб не ошибится с покупкой.

Я то думал там простые регуляторы стоят. А дешевле этих денег DC-DC врядли можно сделать. Он ведь и от 9 вольт должен работать. и ток приличный - для БРЭО действительно хорошо.

Андрей Суворов, 19.04.2004 15:19:47 :

Любителям преобразователей DC-DC!
Автомобильные зарядки для сотовых телефонов можно купить по 99 рублей. Там, внутри, есть преобразователь с выходным напряжением 5 вольт на мотороле. Примерно на пол-ампера. От кроны работает. Я использовал такую зарядку для Эриксона Т28

 

А поточнее можно и где купить.

Yuran, 19.04.2004 01:00:25 :

как можно ближе приближались на входе АЦП от 0 до 5, на практике выщло от 0.2 до 4.9,

... Тепловой дрейф пока не замечал за 258 ...

 

Как ты смог получить на выходе LM358 258 4,9 вольт при 5 вольтах питания? У него выходное напряжение от 0 до (Vпит. - 1,5 вольт) т.е. максимум 3,5 вольта при 5 в питания.

из ДШ: " Large output voltage swing: 0V to V+ - 1.5V "

Или ОУ питаются от более высокого напряжения (я схему не видел - большая она).

вот серия LMV имеет выходной диапазон напряжений от 0 до питания.

при питании ОУ от 5 вольт к диапазону 0 - 3,5 вольт нужно сигнал датчика приводить, и 3.5 вольт на Vref АЦП подавать.

Тогда защита АЦП похоже не нужна. Хотя в любом случае между выходом ОУ и входом АЦП желательно резистор поставить.

Андрей Суворов, 19.04.2004 15:19:47 :

Любителям преобразователей DC-DC!
Автомобильные зарядки для сотовых телефонов можно купить по 99 рублей.

 

Расковырял от Сименса авто-адаптер и обломался там линейный регулятор на транзисторе, стабилитроне, трех резисторах и кондере на 220 мкф

Вобщем нужна конкретная модель адаптера, а то задолбаешься их разбирать.

А чем плохо на MC34063A самому сделать? И ток до 1.5 А на внутренном ключе.

termostat, 19.04.2004 18:35:58 :

Yuran, 19.04.2004 01:00:25 :

как можно ближе приближались на входе АЦП от 0 до 5, на практике выщло от 0.2 до 4.9,

... Тепловой дрейф пока не замечал за 258 ...

 

Как ты смог получить на выходе LM358 258 4,9 вольт при 5 вольтах питания? У него выходное напряжение от 0 до (Vпит. - 1,5 вольт) т.е. максимум 3,5 вольта при 5 в питания.

из ДШ: " Large output voltage swing: 0V to V+ - 1.5V "

Или ОУ питаются от более высокого напряжения (я схему не видел - большая она).

вот серия LMV имеет выходной диапазон напряжений от 0 до питания.

при питании ОУ от 5 вольт к диапазону 0 - 3,5 вольт нужно сигнал датчика приводить, и 3.5 вольт на Vref АЦП подавать.

Тогда защита АЦП похоже не нужна. Хотя в любом случае между выходом ОУ и входом АЦП желательно резистор поставить.

 

Питание ОУ 9В. думаю остальное ясно.