پروژه سلف سنج دقیق و ارزان با STM8

[epsi1on]

اتفاقا قبل اینکه اون پست رو اینجا بنویسم ، این روش هم تست کردم ، خروجی که میده رو با FreeCAD باز کردم و صفحه به کل خالی بود ، انگار که فایل خالی هست.

مرسی.
من معمولا حجم فایل رو هم چک میکنم تا مطمعن بشم. مثلا اگر حجمش خیلی خیلی کم باشه مشخصه که مشکلی وجود داره ولی شاید مشکل از freecad هم باشه.
در بعضی سایتها میتونید انلاین فایل step رو ببینید (مثل این سایت: لینک) اینطوری میشه مطمعنتر شد.

[epsi1on]

دوستان من بالاخره موفق شدم یک جعبه نسبتا ساده برای این بورد طراحی کنم
تکمیل تر بشه فایل سورسش رو هم میزارم. این شامل خود بورد سلف سنج بعلاوه جاباطری 18650 و ماژول محافظ TP4056 و mt3608 هست.

[ZEALOT]

اسم پروژه رو S8ARIM انتخاب کردم که مخفف STM8 AutoRange Inductance Meter هست.

مشخصات فنی :
اندازه گیری سلف از 0.01 میکروهانری تا 999 هانری
ولتاژ کاری 3 تا 5 ولت DC
جریان مصرفی زیر 40 میلی آمپر
نرخ نمونه برداری 3 نمونه بر ثانیه برای سلف های کوچکتر از 500میلی هانری و 1 نمونه بر ثانیه برای سلف های بالاتر از 500 میلی هانری

کالیبره کردن : کالیبره کردن این مدار بسیار ساده هست ، کافیه پراب های Lx رو به هم وصل کنید و دکمه وصل برد رو فشار بدید. بعد از ساخت ،شاید فقط 1 بار نیاز به کالیبره کردن داشته باشید و دفعات بعدی نیازی به کالیبره کردن نیست ، چون مقادیر داخل حافظه EEPROM داخلی میکروکنترلر ذخیره میشن.

نکات مهم :
- مقاومت ها و خازن های کم ظرفیت از نوع SMD هستن ، اما از پکیج 1206 هستن که لحیم کاریشون با هویه معمولی هم ممکن باشه.
- کریستال و خازن های 22 پیکوفارادی متصل ، قطعات اختیاری هستن و در صورت استفاده کردن میتونه باعث افزایش دقت دستگاه بشه. برنامه میکروکنترلر رو طوری نوشتم که در هربار روشن شدن ، وجود کریستال خارجی رو بررسی کنه و در صورت وجود داشتن کریستال ، منبع کلاک رو از نوسان ساز داخلی به کریستال خارجی منتقل کنه. در صورت نبود کریستال هم منبع کلاک روی نوسان ساز داخلی میمونه.
- مهم ترین قطعه که تقریبا 90 درصد دقت مدار بهش وابسته هست ، خازن C3 هست که اکیدا توصیه میکنم که از نوع MKT یا پلی استر و با تلرانس 5 درصد یا کمتر باشه.
اگر تونستید خازن سیلور میکا با ظرفیت نامی پیدا کنید ، بهترین گزینه هست.
- کانکنور J1 برای تغذیه مدار و J2 هم کانکتور Lx برای اندازه گیری سلف مورد نظر هست.
- کانکتور J3 برای پروگرام کردن میکروکنترلر STM8S003F3P6 موجود روی برد استفاده میشه ، در صورتی که فریمور جدید منتشر کنم ، میتونه برای بروزرسانی فریمور استفاده بشه.
- در صفحه گیتهاب ، در داخل پوشه Hardware فایل PDF به نام S8ARIM_Print_Full برای چاپ PCB به روش اتو یا محلول چاپ موجود هست. پیشنهاد میکنم فایل بدون پسوند Global رو چاپ کنید.
- لیست قطعات داخل پوشه Documents موجود هست.
- فایل Hex میکروکنترلر داخل پوشه Source -> Compiled_Hex موجود هست.
- شماتیک و PCB این پروژه رو با نرم افزار KiCad طراحی کردم ، پس درخواست فایل Altium برد بی معنی هست. در عوض فایل Gerber در همون پوشه موجود هست.
- کامپایلر مورد استفاده من برای این پروژه ، SDCC هست. به همین دلیل موقع کامپایل فایل سورس با کامپایلر Cosmic با ارور های زیادی مواجه میشید.

سلام بر شما مهندس عزیز وگرامی و تمام دوستان.
من این دستگاه ساختم وتست کردم اول از همه از شما خیلی ممنونم که زحمت چنین دستگاهی رو کشیدید و به رایگان برای من و بقیه دوستان گذاشتید.
یه چنتا سوال داشتم اول این که روی تمام سلف های بازاری حدود ۵ درصد یا ۱۰ درصد کمتر نشون میده سوال من از شما این هست که بجز یک سلف سنج دیگه راهی هست که دقتش تشخیص بدم؟
آیا راهی هست که با یه سلف مرجع که اندازه دقیقش میدونم دستگاه رو کالیبره کنم؟
ممنون از پاسختون.

[HS1386]

سلام بر شما مهندس عزیز وگرامی و تمام دوستان.
من این دستگاه ساختم وتست کردم اول از همه از شما خیلی ممنونم که زحمت چنین دستگاهی رو کشیدید و به رایگان برای من و بقیه دوستان گذاشتید.
یه چنتا سوال داشتم اول این که روی تمام سلف های بازاری حدود ۵ درصد یا ۱۰ درصد کمتر نشون میده سوال من از شما این هست که بجز یک سلف سنج دیگه راهی هست که دقتش تشخیص بدم؟
آیا راهی هست که با یه سلف مرجع که اندازه دقیقش میدونم دستگاه رو کالیبره کنم؟
ممنون از پاسختون.

سلام و درود،
متشکرم از نظر لطف شما.
خطای این سلف سنج از نظر نرم افزاری و در کل ، بخش میکروکنترلر ، شاید به 0.1 درصد هم نرسه.
در صورتی که سلف سنجی که ساخته باشید دارای خطا باشه ، به احتمال 99 درصد از تلرانس خازن C3 هست.
برای C3 خازن عدسی معمولی هرگز پیشنهاد نمیشه ، چون پایداری ظرفیت پایینی داره و با تغییرات دمای محیط ، شدیدا مقدارش تغییر میکنه.
بهترین نوع خازن ها برای C3 به ترتیب : میکا ، NP0 و C0G , ام کا تی ( MKT ) و ام کا پی ( MKP ) ، پلی استر معمولی ، مولتی لایر.
خازن میکا که کمیاب و گرون قیمت هست و حقیقتش خودم هم حاضر نیستم در پروژه هام ازش استفاده کنم.
اگر حوصله استفاده از قطعات SMD رو دارید ، بهترین نوع خازن میشه NP0 و C0G چون پایداری حرارتی به شدت بالایی دارن.
و البته سعی کنید تلرانس خازن مورد استفاده زیر 5 درصد باشه.
اینم در نظر داشته باشید که هیچ بعید نیست سلف هایی که دارید واقعا دارای خطا باشن.
بهترین راه برای اطمینان از این موضوع ، اینه که از سلف های با برند معتبر مثل Murata , TDK , Bourns , Wurth به عنوان مرجع استفاده کنید.

[epsi1on]

مدیر عزیز HS1386 در زمان طراحی این رو مد نظر قرار دادن که سلفهای بازاری تلورانس بالایی دارن و قابل اعتماد نیستن. پس یک روشی استفاده شده که این مشکل رو حل کنه.
تئوری کارکرد مدار طبق این این فایل هست که در اصل ترجمهی این پست هست. فکر میکنم بعد از مطالعهی این فایل جواب سوالتون رو بگیرید.
بطور خلاصه، و طبق همین دو فایل بالا فکر کنم مقدار L1 توسط دستگاه اندازی گیری میشه و مهم نیست L1 چه مقداری داشته باشه. مثلا 95 میکروهانزی باشه یا 105 میکروهانری در هر دو حالت دستگاه دقیق خواهد بود.
تنها چیزی که توی کد بصورت هارد-کد نوشته شده مقدار خازن C3 هست (در این خط کد) که فکر میکنم برای افزایش دقت میشه این رو به مقدار دقیق C3 که اندازه گیری کردید تغییر بدید و کد رو دوباره کامپایل کنید.

[epsi1on]

سلام بر شما مهندس عزیز وگرامی و تمام دوستان.
من این دستگاه ساختم وتست کردم اول از همه از شما خیلی ممنونم که زحمت چنین دستگاهی رو کشیدید و به رایگان برای من و بقیه دوستان گذاشتید.
یه چنتا سوال داشتم اول این که روی تمام سلف های بازاری حدود ۵ درصد یا ۱۰ درصد کمتر نشون میده سوال من از شما این هست که بجز یک سلف سنج دیگه راهی هست که دقتش تشخیص بدم؟
آیا راهی هست که با یه سلف مرجع که اندازه دقیقش میدونم دستگاه رو کالیبره کنم؟
ممنون از پاسختون.

تئوری کارکرد مدار طبق این این فایل هست که در اصل ترجمهی این پست هست. فکر میکنم بعد از مطالعهی این فایل یک مقدار از جواب سوالتون رو بگیرید.

[ZEALOT]

سلام مجدد ممنون از مهندس بزرگوار و تمام دوستانی که دانش خود را در اختیار مبتدهایی مثل من میگزارند.
در کل خطایی نبوده فقط سلف های بازاری خطای بالایی دارند با چند سلف که دست پیچ بود و از دوستانم گرفتم کامل برسی کردم دستگاه درصد خطایی نداره یا خیلی جزئی در حد همون ۰.۱ درصد که مهندس فرمودن باز هم تشکر میکنم ????

[epsi1on]

سلام مجدد ممنون از مهندس بزرگوار و تمام دوستانی که دانش خود را در اختیار مبتدهایی مثل من میگزارند.
در کل خطایی نبوده فقط سلف های بازاری خطای بالایی دارند با چند سلف که دست پیچ بود و از دوستانم گرفتم کامل برسی کردم دستگاه درصد خطایی نداره یا خیلی جزئی در حد همون ۰.۱ درصد که مهندس فرمودن باز هم تشکر میکنم ????

ممنون که تصویر پروژه رو به اشتراک گذاشتید.
فقط یک نکته، ظاهرا برای تغذیه مبدل boost استفاده نکردید. من هم اول میخواستم همین کار رو بکنم که دوستمون بهم تذکر دادن. چون ولتاژ باتری متغیر هست. وقتی باتری تقریبا خالی هست حدود 2.5 ولت و وقتی پر هست حدود 4 ولت داره. پس به نوعی ولتاژ تغذیهی دستگاه متغیر خواهد بود. و مشکل اینجاست در ولتاژهای مختلف، دستگاه کالیبریشن میخواد. یعنی با تغییر ولتاژ تغذیه، دستگاه از کالیبریشن در میاد. برای همین بهتره یک مبدل boost (مثل ماژول MT3608) برای تغذیه استفاده کنید تا تغذیه دستگاه تقریبا ثابت باشه.

[HS1386]

اون یکی مدار فعلا ۴ قابلیت اصلی داره :
- سلف سنج : از نوع رزونانسی ، سنجش مقدار سلف از 0.05 میکروهانری تا 2000 هانری
- خازن سنج : از نوع RC ، سنجش خازن از 10 پیکوفاراد تا 30000 میکروفاراد
- اندازه گیری ESR : از 0.01 اهم تا 5 اهم
- اندازه گیری فرکانس : از 5 هرتز تا 10 مگاهرتز
البته مقادیری که در بالا گفتم بر اساس یکسری بر آورد های سر انگشتی هستن و قطعی نیستن ، در پیاده سازی نهایی ممکنه خیلی بیشتر یا کمتر باشه.

در مورد سوال دومتون :
بله با اصلاحی که در شماتیک قرار دادید ، میشه خازن سنج هم به این مدار اضافه کرد ، البته چون خازن سنج اضافه شده از نوع رزونانسی هست ، صرفا برای اندازه گیری مقادیر کم در حد پیکوفاراد و نانوفاراد خوب جواب میده و نمیشه باهاش خازن مثلا 100 میکروفاراد اندازه گرفت.

پروژه مد نظر نهایی شد و در تاپیک زیر توضیحاتش قابل مشاهده هست :

https://forum.eca.ir/forum/%D9%85%DB%8C%DA%A9%D8%B1%D9%88%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84%D8%B1%D9%87%D8%A7-%D8%8C-%D9%BE%D8%B1%D9%88%D8%B3%D8%B3%D9%88%D8%B1%D9%87%D8%A7-%D9%88-%D8%A7%D8%AF%D9%88%D8%A7%D8%AA-%D9%85%D8%B1%D8%AA%D8%A8%D8%B7/%D8%B3%D8%A7%DB%8C%D8%B1-%D9%85%D8%B7%D8%A7%D9%84%D8%A8-%D9%85%D8%B1%D8%AA%D8%A8%D8%B7-%D8%A8%D8%A7-%D9%85%D9%8A%DA%A9%D8%B1%D9%88-%D9%87%D8%A7-%D9%88-%D9%BE%D8%B1%D9%88%D8%B3%D8%B3%D9%88%D8%B1%D9%87%D8%A7/1160898-%D9%BE%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%87-lc-%D9%85%D8%AA%D8%B1-%D8%A8%D8%A7-%D9%85%DB%8C%DA%A9%D8%B1%D9%88%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84%D8%B1-stm8

[ettop_admin1404]

سلام خدا خیرتون بده . برای اینکه به محصول حرفه ای تبدیلش کنی اگر کمکی نیاز داشتی در خدمتت هستم ان شالله با تشکر http://www.ettop.ir