Pár měřících udělátek - RBox, FreqGen, FreqMeter, RCLmeter

[termit256]

Pekny to urcite je, souhlasim s tim ze to muselo dat spoustu prace. Na druhou stranu konstatovani, ze za stejne prachy koupis cinsky modul s lepsimi parametry je proste fakt, to neni zadne podjebavani. Kdyz bych ja neco takoveho navrhoval, snazil bych se aby to bylo v necem lepsi nez ty "cinske sracky". Vim ze tady nekteri takove "bastleni za kazdou cenu" vyzdvihuji a odsuzuji kupovani hotovych modulu, ale ja ve vymysleni uz vymyslenych veci valny prinos nevidim.

[jezevec]

... ale ja ve vymysleni uz vymyslenych veci valny prinos nevidim.

V tom s tebou nesouhlasím. Při dnešní úrovni technologie nemá bastlíř moc široké pole působnosti. S tvým přístupem by všichni zakrátko technicky "zakrněli", vždyť téměř všechno se už vyrábí hromadně.
Asi ti nic neříká, že si někdo tvoří jen tak pro radost a navíc se sám zdokonaluje.

[Crifodo]

Kdyz bych ja neco takoveho navrhoval, snazil bych se aby to bylo v necem lepsi nez ty "cinske sracky".

Je to někde k vidění?

[Panda38]

Levným čínským modulům vždy předchází amatérská konstrukce, kterou Číňani převezmou a začnou vyrábět levně (typicky oblíbený AVR tester). Každá konstrukce je vždy něčím nová a unikátní a může v něčem popostrčit vývoj a být přínosem. Číně nemůžeme konkurovat cenou, ale novými nápady. Např. FreqMeter - používá kombinovanou metodu čítání pulzů + měření času, díky čemuž může měřit i zlomky Hz. Tato metoda se sice v amatérských konstrukcích už vyskytla, ale běžně prodávaná malá měřidla stále jen čítají počet pulzů za 1 sekundu (tj. dosažené rozlišení 1 Hz). Pokud se těchto konstrukcí chytnou Číňané, mohou vzniknout nová levná konkurenceschopná zařízení.

[Panda38]

...Asi ti nic neříká, že si někdo tvoří jen tak pro radost a navíc se sám zdokonaluje.

To ano, např. ATpad je po praktické stránce naprostý nesmysl - málo využitelná věc, slabý procesor, ani moc levné to není. Stejný důvod jako proč např. vznikala "4K dema" - zdolání další laťky, kterou ocení jen lidé znalí, udělat něco ještě více nemožného a náročného než bylo dosud (v tomto případě dokázat co se dá vytáhnout ze zdánlivě slabého MCU s 8 KB ROM).

Použít Arduino - v podstatě to je to samé, také procesor AVR, ale tam je hlavní sodtware + nějaké vhodné HW doplňky které ani nemusí být jako hotové moduly k dispozici. Samotné Arduino/Raspberry nestačí.

[termit256]

V tom s tebou nesouhlasím. Při dnešní úrovni technologie nemá bastlíř moc široké pole působnosti...

To mate hodne malou fantazii Ja mam problem presne opacny. Nedostatek casu na veci ktere se koupit vubec nedaji, nebo jsou pro obcasne pouziti hodne drahe a tak mi prijde totalne kontraproduktivni stavit treba obycejny citac nebo DDS kterych je plna ebay za par kacek.

Treba momentalne delam trigger modul k logickemu analyzatoru nebo oscoiloskopu ktery na zaklade zadane delky pulzu vcetne urcene tolerance, pripadne jejich kratke sekvence spusti zaznam. Tohle by byla pekna doplnkova funkce toho citace, takovou vec jsem nikde nevidel a obcas se hodi.

[termit256]

Např. FreqMeter - používá kombinovanou metodu čítání pulzů + měření času, díky čemuž může měřit i zlomky Hz. Tato metoda se sice v amatérských konstrukcích už vyskytla, ale běžně prodávaná malá měřidla stále jen čítají počet pulzů za 1 sekundu (tj. dosažené rozlišení 1 Hz)

Pokud je to tak, tak to se omlouvam a palec nahoru. Ja to jen zbezne prolitl ocima a nejnizsi frekvence mne nezajimala protoze jsem ji nikdy nepotreboval merit s presnosti vyssi nez mi ukaze treba logicky analyzator. Chtelo by to hned na zacatku jednou vetou zduraznit v cem se tva konstrukce lisi od cinskych bazmeku (tak jako s to udelal v tvem prispevku), protoze podobnych zapojeni jsou stovky a nikomu se nechce to procitat vsechno az do konce.

[petula]

Mechaniku bohužel neumím, ani kvalitnější návrh elektroniky, jsem hlavně programátor a jen jsem si začal trochu hrát s elektronikou.

Mechanika je okrajová (v daném momentě). Podstatnější je například u čítače, že:
1. reference je krystal, čili nic moc přesnost. 10E-7 a to ještě po hodině zahřívání... Na začátku bude ujíždět nahoru a pak zase dolů až se zastaví někde v okolí nominální hodnoty, okolo které bude cyklovat

2. vstupní dělička je 1:256, čili, když vstupní signál dělíš 256, musíš obdobně prodloužit dobu měření, tedy 256x. Anebo neprodloužíš dobu měření a pak zapomeň na poslední 3 místa a jsi na přesnosti +/- 1 kHz. Připočteš li k tomu chybu +/- 1 digit, tak jsi na přesnosti měření +/- 10 kHz při době měření 1 sec.
Anebo si počkáš a budeš měřit s periodou 256 sec a pak máš chybu měření pouze +/- 1 digit s přihlédnutím k nestabilní referenci (krystal).

[petula]

Měřit napětí na 6 číslic je hezká věc. Ale moc nechápu jak se dá udržet odolnost proti rušení (malou vstupní impedancí?), potýkal jsem se s rušením i u 10 bitů ADC.

Ale to už je moc profi. V praxi průměrného bastlíře by mi přijde přesnost analogových údajů přiměřená tak na max. 3 číslice.

Na vývoj 6-místného voltmetru spoustu zkušeností z analogové techniky a k tomu dobře vybavenou laborku měřákama. Dá se udělat jakžtakž 5 1/2 místa. V domácích podmínkách, pokud máte zkušenosti s analogovou technikou a návrhem plošných spojů, uděláte 4 1/5 místa se slušnou přesností (bez Arduina, bez AVrka a podobných nesmyslů). Před 30-40 lety se zdárně dokázalo udělat 3 1/2 místa.
Další věc však je, jak zhotovený exemplář cejchovat. K tomu musí být kalibrátor a ne jen takový, který dá jedno napětí, ale kalibrovat musíte také 100Volt a 500 Volt, stejně jako 1 mV.

[petula]

V tom s tebou nesouhlasím. Při dnešní úrovni technologie nemá bastlíř moc široké pole působnosti...

To mate hodne malou fantazii Ja mam problem presne opacny. Nedostatek casu na veci ktere se koupit vubec nedaji, nebo jsou pro obcasne pouziti hodne drahe a tak mi prijde totalne kontraproduktivni stavit treba obycejny citac nebo DDS kterych je plna ebay za par kacek. ...

I při dnešní úrovni "technologie" , si myslím, že je pořád hóóódně široké pole působnosti. Určitě nemá smysl ztrácet čas děláním ptákovin a volovin, které dělají čínští klučinové v garáži a prodávají na ebay. Ale má smysl udělat přístroje, které jsou extrémně drahé, anebo mají speciální funkce, kvůli kterým jsou právě mimořádně drahé. Jenže takovou věc nemůžete "vojebat" Arduinem nebo AVRkem.

Momentálně řeším 4-kvadrantový zdroj, protože jsem viděl, že ho dělají němci a američané. Čili, když to umí němci a američané, musím to přece dokázat také, anebo ne? 4-kvadrantový zdroj je docela drahá legrácka, když ho chcete koupit hotový. Náklady na materiál, zase tak kritické nebudou.

A druhou věc, kterou mám rozdělanou a čekám na jednu součástku, kterou pro mne vyrábějí na zakázku, to je čítač, který měří do 120 MHz bez předděličky a bez mikropočítače (takových je mraky), ale hlavně ten čítač bude měřit dobu , například šířky pulzů, již od 5 až 6 picosekund. V nejhorším případě od 10 picosec., záleží jak se povede přesně vyrobit klíčovou součástku. Náklady na materiál jsou okolo 6 tisíc Kč. Nejdražší je bedýnka a plošňák. Jenže když si takový čítač půjdete koupit k Agilentu, budete muset sáhnout sakra hluboko do kapsy.

Tak takovýmihle věcmi, kterých se dá vymyslet docela dost, se má smysl zabývat a dají se dělat i doma, třeba v kuchyni, anebo v létě u stolku na zahradě. Nemusaíte na to mít vybavenou fabriku za zadkem.

Jsou bohužel věci, které se doma udělat nedají, třeba právě ten 6 1/2 místbý nebo dokonce 7 1/2 místný volmetr (dělá je Keithley).

[Panda38]

...2. vstupní dělička je 1:256, čili, když vstupní signál dělíš 256, musíš obdobně prodloužit dobu měření, tedy 256x. Anebo neprodloužíš dobu měření a pak zapomeň na poslední 3 místa a jsi na přesnosti +/- 1 kHz. Připočteš li k tomu chybu +/- 1 digit, tak jsi na přesnosti měření +/- 10 kHz při době měření 1 sec.
Anebo si počkáš a budeš měřit s periodou 256 sec a pak máš chybu měření pouze +/- 1 digit s přihlédnutím k nestabilní referenci (krystal).

Pozor tady se nejen čítají pulzy, ale měří se i čas od prvního do posledního pulzu, z čehož se dá vypočítat frekvence s podstatně větším rozlišením, tj. při použití předděličky se přesnost nesníží.

[petula]

:D

Ten tvůj RLC měřák, když by jsi mi ho poslal na 1-2 dny, tak ho otestuju, porovnám jak měří s kalibrovanými součástkami a továrními můstky. Jsem k těmhle udělátkům dost skeptický.
Před asi 2 roky, mi někdo poslal na otestování RLC Zajícometr. Výsledky byly šoatné. Nejhůžře dopadly indukčnosti, kapacity měřul Zajícometr až od 120 pF do asi 20 uF, nad a pod tam byly obrovské chyby v desítkách procent, Paradoxně neměřil Q ani D. Odpory měřil použitelně asi pod 40 Ohm do asi 200 kOhm. Pak už byly chyby opět vyšší než levný měřák z obchďáku za 20 euro.

Přitom, doma se dá udělat slušný RLC můstek a k němu digitální zobrazování, jenže to nesmíte za každou cenu chtít měřit přímo mikropočítačem.

[petula]

]Pozor tady se nejen čítají pulzy, ale měří se i čas od prvního do posledního pulzu, z čehož se dá vypočítat frekvence s podstatně větším rozlišením, tj. při použití předděličky se přesnost nesníží.

Jenže 1. pulz bude 1.pulz, který spustí měření času a poslední pulz bude 256. pulz, který zastaví měření času. Je to tak? A pak podělíš naměřený čas 256 a tuto hodnotu převrátíš ( 1/x) . Tomu se říká reciproký čítač. To dělal HP už v 70tých letech minulého století s TTL obvody bez mikropočítače a tuším přesně až do 500 MHz. Na vstupu měli ECL obvody a displej byly digitrony od Bourns. Někde v almaře ho mám.

Tahle metoda, kdy měříš dobu za 256 pulzů (po prohnání předděličkou máš jen dva pulzy, první a poslední), předpokládá, že po celou dobu se zdroj signálu nemění a že ti žádný pulz "neunikne" ani nepřibude (třeba rušením).
Vzhledem k tomu, že tvůj čřtač nemá žádný zesilovač ani filtr na vstupu, bude to dost problematíické. Řekněme, že to bude fungovat, dokud do čítače budeš pouštět pěkné obdélníkové pulzy 5V z generátoru připojeného stíněným kabelem. V momentě, kdy tam pustíš reálný signál z nějakého bastlu na stole, tak se budou dít věci ... A což teprve, když zdroj signálu bude nestabilní, stačí málo nestabilní...

Nahledal jsem ti dvě aplikační zprávy. Bude užitečné je nastudovat. Je to teorie, ale dobře vysvětlené.
Hmmm, takže nejdou přiložit. Prý jen 300 kB Kdo má zájem, ať se ozve. Pošlu je majlem, nebo je nahodím ke mě na web a budou tam ke stažení.

[Panda38]

Tak tedy trocha matematiky. Otázka - sníží dělička /256 přesnost měření?

Příklad 1), signál 5 MHz. Předpokládaný zobrazený údaj 5.000000 MHz (7 platných číslic). Frekvence po vydělení je 5 MHz/256 = 19531.25 Hz, perioda 1 pulzu je 51.2 us. Měří se 1 sekundu. Čítač pulzů napočítá 19531 celých pulzů. Časovač měří čas od prvního po poslední pulz. Naměří čas 0.9999872 sec. Časovač měří s rozlišením 62.5 ns (krystal 16 MHz). Zpoždění při přerušení se neuplatní, protože se čas měří pomocí časových značek, tj. první i poslední pulz se odečte se stejnou prodlevou. Přesnost odečtení času je pro daný účel dostatečná. Výsledná frekvence je 19531/0.9999872*256 = 5.000000 MHz. Vše OK.

Příklad 2), odchylka na poslední číslici - projeví se správně? Frekvence 5.000001 MHz. Po vydělení 5.000001 MHz/256 = 19531,25390625 Hz. Perioda 1 pulzu je 51,19998976 us. Za 1 sekundu se napočítá 19531 celých pulzů. Časovač naměří čas 0.9999870 sec. Výsledná frekvence 19531/0.9999870*256 = 5000001 Hz ... Tedy - dělička přesnost měření neovlivní.

Otázka - lze za 1 sekundu změřit přesně i nízké frekvence?

Příklad 3), frekvence 5.123456 Hz. Takt pulzu = 0,19518075 s. Za 1 sekundu měření se napočítá 5 celých pulzů. Čas od prvního pulzu po poslední je 0.97590376 sec. Výpočet frekvence: 5/0.97590376 = 5.123456 Hz ... lze měřit přesně i pomalé frekvence.

Výpadky pulzů - samozřejmě, výpadek pulzu nebo přidání pulzu z rušení ovlivní přesnost měření. Ale to je u každého čítače, to nesouvisí s principem měření. U nestabilní frekvence se budou měnit číslice na nižších řádech, ale to je asi také logické, to nesouvisí s použitou metodou. Správná funkce ověřena i ve spojení s "bastlem", frekvenčním generátorem FreqGen.

Stabilita krystalu - měřením laboratorním měřičem se ověřilo, že u kalibrovaného krystalu činila odchylka jen pár jednotek na poslední 7. číslici. Samozřejmě použití při běžné pokojové teplotě, což je 90% běžné praxe. Pokud někdo chce s měřičem běhat v mrazech, nemůže od tohoto měřiče očekávat přesnost údaje, ale to je snad logické.

[EKKAR]

:D

Ten tvůj RLC měřák, když by jsi mi ho poslal na 1-2 dny, tak ho otestuju, porovnám jak měří s kalibrovanými součástkami a továrními můstky. Jsem k těmhle udělátkům dost skeptický.
Před asi 2 roky, mi někdo poslal na otestování RLC Zajícometr. Výsledky byly šoatné. Nejhůžře dopadly indukčnosti, kapacity měřul Zajícometr až od 120 pF do asi 20 uF, nad a pod tam byly obrovské chyby v desítkách procent, Paradoxně neměřil Q ani D. Odpory měřil použitelně asi pod 40 Ohm do asi 200 kOhm. Pak už byly chyby opět vyšší než levný měřák z obchďáku za 20 euro.

Přitom, doma se dá udělat slušný RLC můstek a k němu digitální zobrazování, jenže to nesmíte za každou cenu chtít měřit přímo mikropočítačem.

Zajícometry se nikdy netvářily jako vysokopřesný stolní měřidla, ale vždycky jsou deklarovaný jako dílenskej měřicí "přípravek", kterej má usnadnit rychlý měření při montáži nebo diagnostikování poruch. Takže stavět je do přímýho srovnání s jakýmkoliv stolním měřákem je porovnávání kamennýho sekeromlatu s kalašnikovem ...