Проблема с высотомером: неправильные показания.

После отработки прошивки была сделана новая разводка платы.

И спаяна новая схема - высотомер2.

Высотомер2 даёт неверные показания.
Пример:

Ещё

Неправильный масштаб - вместо 2 метров показывает 8, а в начале нет шума.

Припой обычный, паял канифолью.
Мыл плату так: вымачивал в ванне со спиртом, спирт менял 2 раза, тёр кисточкой. Потом в ванне с водой и лимонной кислотой, потом два раза водой.

Измерил сопротивление от земли и питания до датчика и МК - везде ноль. Напряжение измерить не могу, датчик и батарея отпаяны.

Высотомер 1 и высотомер 2 , строго говоря, отличаются по внешнему виду сенсора.

Я бы подозревал какое-то высокочастотное возбуждение, похоже, плата разрабатывалась без учета такого эффекта.
Есть ли сплошная металлизация с обратной стороны платы ?

Еще смущает отсутствие кварцевого резонатора - наверное, тактовая частота определяется цепочкой R2C6.
А что если эта цепочка почему-то не определяет тактовую частоту, и тактовый автогенератор "заводится" на какой-то другой частоте, за пределами штатного диапазона ?

Одинаково ли "плохо" ведет себя схема при крайних значениях пределов напряжения питания 7-12 Вольт ?

Высказанное предположение можно проверить более-менее достоверно, изготовив еще одну плату, с максимально большой площадью "нулевого" провода.

Ckona> Высотомер 1 и высотомер 2 , строго говоря, отличаются по внешнему виду сенсора.

Это одна и та же модель датчика, отличающиеся только корпусом.
Датчик высотомера2 прекрасно работал и работает в старом высотомере, описание которого я недавно выложил. Я его несколько раз перепаивал из одного в другой, проверял.

Ckona> Есть ли сплошная металлизация с обратной стороны платы ?

В В1 есть, в В2 нет. Пробовал подкладывать медь под плату, соединённую с землёй, не помогает.

Ckona> Еще смущает отсутствие кварцевого резонатора - наверное, тактовая частота определяется цепочкой R2C6.

Нет, с МК внутренний генератор.

Ckona> Одинаково ли "плохо" ведет себя схема при крайних значениях пределов напряжения питания 7-12 Вольт ?

Специально не пробовал, но на полуразряженной кроне 8В и новой 9В одинаково.

Serge77> Вот пример правильной работы: видны подъёмы на 2 метра.

Ага, начинаю смотреть.
Сразу уточнение: для анализа схемы нужны не метры а (милли)вольты, и все-таки чтобы они были на одном графике (хоть от руки дорисуй как должен выглядеть правильный график прямо на реальном графике - там непринципиально точность, а надо увидеть порядок величины помехи).
Также нужно частота процессора, скорость передачи данных в флешку и частота АЦП.

На фотках нужен масштаб - я буду пытаться геометрически вычислять сечения проводников и прикидывать чего там может падать и чего может наводиться, еще мне для этого понадобится померять (хотя-бы примерно) толщину фольги.

Еще было-бы полезно тут-же выписать хотя-бы паспортные данные по потреблению микросхем (лучше конечно измерить), для датчика нагрузочная способность выводов или входной ток АЦП, ну и конечно лучше ссылки на даташиты чтоб не искать (даташиты можно на английском).

PS Все хуже чем я думал - я рассчитывал что у тебя кроме процессора ничего цифрового нет, но чего-то придумаем

UPD еще забыл надо естественно и толщину платы (чтобы прикинуть паразитные междорожечные емкости с учетом диэлектрика текстолита).
UPD2 и еще, это немножко не по теме, но если не сложно, взвесь пожалуйста элементы по отдельности на цифровых весах - очень интересно бюджет массы.

Serge77> Припой обычный

Что значит обычный? В смысле который отечественный ПОС-61 совсем без флюса или чего-то на катушке? (если он вообще непонятно какой лучше приведи фото)

Serge77> паял канифолью.

В смысле простая базарная канифоль которая в таких прозрачных кусочках янтарного цвета?

Serge77> Мыл плату так: вымачивал в ванне со спиртом, спирт менял 2 раза, тёр кисточкой. Потом в ванне с водой и лимонной кислотой, потом два раза водой.

Спирт этиловый или какой-то другой?
Я так смотрю, после пайки плату не мыл?

Serge77> Измерил сопротивление от земли и питания до датчика и МК - везде ноль. Напряжение измерить не могу, датчик и батарея отпаяны.

Впаяй вместо датчика резистивный эквивалент (чтобы потреблял примерно столько-же), вывод АЦП припаяй через резистор порядка выходного сопротивления вывода датчика сначала к земле потом к питалке, причем землю и питалку бери прямо где должны быть выводы датчика. Еще может быть интересно посмотреть чего намеряется через простой резистивный делитель (он-же может быть по совместительству и нагрузкой).
Ну и кстати заодно сними и показания чего оно там намеряет с эквивалентом.

Здравствуйте. Похоже, у Вас ошибка монтажа, точнее - трассировки. На чертеже и на фото «высотомера-2» разная конфигурация дорожек, скорее всего ошибка появилась при окончательной доводке платы. Обратите внимание на 7-ю ногу м/с памяти: по схеме, на чертеже и на первой плате она присоединена к земле, а на второй плате к +5В. У некоторых микросхем 24 серии эта нога не подключена, а у некоторых «по-честному» работает как WP. Возможно, не происходит записи в память.

Serge77> Ещё

На двух плохих картинках видно, что сигнал стал очень дискретный — потерялись младшие разряды.
Это не аналоговая помеха. И АЦП должен делать правильный сигнал (если с АЦП правильно обращаться).
То есть, искать надо от выхода АЦП до компа — в программе.
Возможно, в проге какие-то времена неправильные при общении с железом (АЦП или ЕЕПРОМ).

Возможно, данные сдвигаются влево. Возможно, на 8 разрядов. Т.е., младший байт попадает на место старшего, а в младшем - нули.

Кстати, а как это в цифрах выглядит?

Xan> Возможно, в проге какие-то времена неправильные при общении с железом (АЦП или ЕЕПРОМ).
Схема ведь нормально работала на старой плате В1. Пусть даже и не "вылизанный" софт - главное отличие в платах и в первую очередь в замечании kamenik'a.

kamenik> Здравствуйте. Похоже, у Вас ошибка монтажа, точнее - трассировки. На чертеже и на фото «высотомера-2» разная конфигурация дорожек, скорее всего ошибка появилась при окончательной доводке платы. Обратите внимание на 7-ю ногу м/с памяти: по схеме, на чертеже и на первой плате она присоединена к земле, а на второй плате к +5В

Да, точно, я уже и забыл. Разводка неправильная, схема была так и спаяна, при этом не происходила запись в память, на комп передавались сплошные FF. Это я давно исправил.

Xan> То есть, искать надо от выхода АЦП до компа — в программе.

Программы на В1 и В2 абсолютно одинаковые.

zyxman> Сразу уточнение: для анализа схемы нужны не метры а (милли)вольты, и все-таки чтобы они были на одном графике (хоть от руки дорисуй как должен выглядеть правильный график прямо на реальном графике - там непринципиально точность, а надо увидеть порядок величины помехи).

Ещё один правильный график и данные к нему в текстовом файле. Колонки: число, принятое с высотомера (сумма 64 измерений АЦП), расчитанное напряжение на выходе датчика давления, расчитанное давление воздуха, расчитанная высота по формуле стандартной атмосферы (скользящее среднее по 10 точкам).

zyxman> Также нужно частота процессора, скорость передачи данных в флешку и частота АЦП.

процессор 1.6 МГц
АЦП 125 кГц
флешка не знаю

zyxman> На фотках нужен масштаб

Ширина дорожек 0.5 мм.

zyxman> Еще было-бы полезно тут-же выписать хотя-бы паспортные данные по потреблению микросхем (лучше конечно измерить), для датчика нагрузочная способность выводов или входной ток АЦП, ну и конечно лучше ссылки на даташиты чтоб не искать (даташиты можно на английском).

Документация на датчик:
http://serge77.rocketworkshop.net/altimeter1/MPX4115A.pdf

контроллер
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1187.pdf

память
http://wulfden.org/downloads/datasheets/24LC512_21754E.pdf

zyxman> PS Все хуже чем я думал - я рассчитывал что у тебя кроме процессора ничего цифрового нет

Я схему не прятал.
Цифрового там только контроллер и память. Я их проверял: вместо показаний с АЦП записывал в память фиксированные данные. Всё работало, в комп передавалось именно то, что записывалось в память.

zyxman> UPD еще забыл надо естественно и толщину платы (чтобы прикинуть паразитные междорожечные емкости с учетом диэлектрика текстолита).

1мм

Serge77>> Припой обычный, с базара, толщина 1 мм с канифольным сердечником.

Serge77>> паял канифолью, базарной, купил кусок у мужика, растворил в спирте.

Спирт этиловый

zyxman> Я так смотрю, после пайки плату не мыл?

Какую?

zyxman> Впаяй вместо датчика резистивный эквивалент (чтобы потреблял примерно столько-же), вывод АЦП припаяй через резистор порядка выходного сопротивления вывода датчика сначала к земле потом к питалке, причем землю и питалку бери прямо где должны быть выводы датчика. Еще может быть интересно посмотреть чего намеряется через простой резистивный делитель (он-же может быть по совместительству и нагрузкой).
zyxman> Ну и кстати заодно сними и показания чего оно там намеряет с эквивалентом.

Это мне не понятно.
Переменный резистор вместо датчика я впаивал, проблема та же.

Интересное наблюдение.
В этом новом высотомере (В1 и В2) я не делал никакого дополнительного генератора шума, оказалось достаточно шума датчика или схемы, чтобы получить очень хорошее сглаживание.
А в старом высотомере без постороннего шума никакого сглаживания добиться нельзя, даже если убрать RC цепочку между датчиком и АЦП, т.е. если соединить их напрямую, как в новом высотомере.

Получается, что сам датчик шумит очень мало, а в новом высотомере шум создаёт именно схема. Причём в В1 этого шума достаточно для сглаживания, но недостаточно, чтобы испортить работу схемы, а в В2 шума слишком много. Как вам такая версия?

kamenik>> Здравствуйте. Похоже, у Вас ошибка монтажа, точнее - трассировки. На чертеже и на фото «высотомера-2» разная конфигурация дорожек, скорее всего ошибка появилась при окончательной доводке платы. Обратите внимание на 7-ю ногу м/с памяти: по схеме, на чертеже и на первой плате она присоединена к земле, а на второй плате к +5В
Serge77> Да, точно, я уже и забыл. Разводка неправильная, схема была так и спаяна, при этом не происходила запись в память, на комп передавались сплошные FF. Это я давно исправил.

Поправка: приведённая схема и разводка правильная (переделанная после того, как я обнаружил ошибку), а фотография платы В2 - сразу после изготовления по неправильной разводке, там 7 вывод памяти был посажен на питание. Сейчас всё правильно, я перепаял.

Судя по логу, в ЕЕПРОМ записывается только "интегральный" двухбайтовый результат:

64
C = Σ (1024-ADCi),
i=1
а не каждый отсчет АЦП, так? Можете вытащить каждый отсчет И выложить сюда лог "стендового испытания" устройства, скажем, в банке разрежаемой или нагнетаемой ртом?

kamenik> Судя по логу, в ЕЕПРОМ записывается только "интегральный" двухбайтовый результат:
kamenik> 64
kamenik> C = Σ (1024-ADCi),
kamenik> i=1
kamenik> а не каждый отсчет АЦП, так?

Формулу я не понял. В память записывается сумма 64 измерений АЦП.

kamenik> Можете вытащить каждый отсчет И выложить сюда лог "стендового испытания" устройства, скажем, в банке разрежаемой или нагнетаемой ртом?

Можно, только для этого мне нужно перепаять датчик из другой схемы в эту.
А что это даст? Если сумма рисуется ровной горизонтальной линией, то наверно и одно измерение будет таким же.

Serge77> А что это даст? Если сумма рисуется ровной горизонтальной линией, то наверно и одно измерение будет таким же.

Ну, если совсем горизонтальной, то конечно, ничего не даст. Но на картинках-то ровных линий мало. Тогда хотя бы выложите текстовую запись "баночного" теста, а то по картинкам не очень понятно.