Aktualizace frekvenční a napěťové sondy

NOBOMI mi po shlédnutí zapojení Frequency Probe nedávno poradil pár úprav, které zlepší její vlastnosti. Současná verze při měření 5V TTL, což je většina mých 8-bitů, obvod celkem hodně zatěžuje. Upravená sonda měří napětí až do 16V a nezatěžuje tolik měřený obvod. Navíc nevadí, když na vstup přivedete +30 nebo -30V. Měření frekvence zůstává stejné.

Technoblogy_F-probe_upgraded  Technoblogy_F-probe_measure-C64-clock

Nejprve je potřeba odstranit diodu D2. Vyšší napětí než napětí baterie odvádí z hrotu přes R1 proud do baterie. Tím ji nabíjí, což je zajímavá feature, i ochrání vstup A/D převodníku, ale současně hodně zatěžuje měřený obvod.

Abychom ochránili vstup před přepětím i záporným napětím, je potřeba diodu D1 nahradit za PESD5V0U1BB nebo pokud chcete měřit až do cca 16V, tak PESD15VU1UT. Ta ochrání ATtiny jak před přepětím přes cca 5,5V resp. 16V, tak i záporným napětím nad cca -0,5V. ESD ochranná dioda má navíc velmi malou kapacitu, což se hodí při měření vyšších frekvencí. Vstupní odpor R1 je možné zvýšit na 1k a pro měření do 16V nahradit R2 za 100k, aby se zvětšil poměr děliče. Sníží se tím o něco přesnost, ale pořád bude po desetinou voltu, což je na orientační měření dostatečné. Ve zdrojovém kódu je potřeba ve funkci PlotVoltage() upravit koeficient 125 na 430, aby sonda správně ukazovala hodnoty napětí z upraveného děliče.

Aby byl před vyššími napětími na vstupu ochráněn i čítač v ATtiny, je potřeba přidat MOSFET 2N7002NXAK a odpor 2k2. Otáčí fázi, ale pro měření frekvence to nevadí. Rozhodovací napětí, kde MOSFET překlápí je cca 1.5-1.8V, což je pro TTL i CMOS logiku na 5V akorát.

2021-02-03-0001   Technoblogy_F-probe_PCB_cuts

Změny jsem si kreslil do původního schématu, ale pak jsem i aktualizoval původní schéma v Eagle. Časem možná zaktualizuju i desku a všechno dám jako fork původního projektu na GitHub. Bez upravené desky mám trochu strach, aby si někdo nespáchal “zmršenou desku”. Já dělal úpravy na původní desce. Dva přeškraby jsou naznačené v obrázku nahoře a přibyly 3 drátky. Pokud používáte klip na programování, tak opatrně, nezanést cínem vývody ATtiny a fakt tenké drátky nebo dál od ATtiny, aby se klip dal nacvaknout.

FrequencyProbe_updated_SCH

Prozatím jsem aktualizovaný zdroják, binárku v HEX, nastavení fuses a schéma umístil ke stažení tady:

FrequecnyProbe_16Vupdate.zip

Všechny díky jdou Bohoušovi, já jeho nápady jen zrealizoval a otestoval, chodí perfektně. Zkoušel jsem na vstup přivádět napětí –30 až +30V a vše bez ztráty kytičky (ATtiny) Mrkající veselý obličej. Grafy ukazují napětí zobrazované na displeji proti skutečnému napětí a napětí za odporovým děličem. A/D převodník má referenci 1.1V, ale lehce vyšší napětí vstup nezničí, pouze A/D převodník ukazuje maximum, což je přesně to, co jsem chtěl.

Technoblogy_F-probe_updated-measure

Příspěvek byl publikován v rubrice Elektronika, Moderní projekty se štítky , . Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.

3 komentáře: Aktualizace frekvenční a napěťové sondy

  1. Hynek napsal:

    Po preceteni mam par poznamek:
    Napeti na ADC vstupu muze byt v rozsahu 0V do Vcc, takze pri prekroceni Vref nehrozi zniceni obvodu/vstupu.
    Pridany tranzistor obsahuje ochranu Vgs na +-20V. Tak je otazka, jak moc mu bude vadit napeti +-30V… Nenasel jsem k tomu zadny udaj o V-A charakteristice teto ochrany, takze je tezke odhadnout, jak se to bude vlastne chovat.

    • Martin napsal:

      Napětí na A/D vstupu je v pohodě, ale bez toho tranzistoru by bylo moc vysoké na tom digitálním vstupu. V-A chrakteristika té diody je v datasheetu. Napětí na gate je cajk, měřil jsem to pro jistotu a prakticky se to hýbe někde od -0,6V do 19V při hrotu -30 až +30V. Pak už celkem začíná téct proud i přes ten 1k odpor na vstupu a ono asi vyšší napětí v 8-bitu nehrozí. Jde spíš o to, že si to člověk někam opře omylem nebo netuší, že je tam něco, co by nemělo.

  2. MilasPce napsal:

    To je super, a teď ještě dodělat režim osciloskop 🙂

Napsat komentář: MilasPce Zrušit odpověď na komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.