Osciloscopio Bluetooth [Idea]

[electroandres]

no son dificiles de conceguir las resistencias de 1%, por lo menos aca (Bs As. Argentina). intenta encontrarlas, porque sino la medicion va a ser muy erronea. Porque si usas un tester para medir el valor de la resistencia resultante o potenciometro, tambien va a estar mal ya que los instrumentos tienen un % de error segun su calidad. En el lugar que conceguiste el modulo bluetooth y la tarjeta sd, DEBE ESTAR LAS RESISTENCIAS DE 1%.
Si deseas la presicion de uno profecional, tienes que hacerlo con resistencias variables multivueltas y un instrumento de medicion de alta o muy alta calidad. Medir la tension en el divisor mientras vas regulando el resistor hasta que te de el porcentaje.

 

[cosmefulanito04]

El tema de usar multivueltas, es que a larga también tenés que calibrarlo con un instrumento con una buena incertidumbre. En cambio si solo usará resistencias, la tolerancia ya está definida por el fabricante y te ahorras el tema de calibrar divisor por divisor.

Para que se entienda lo que digo:





El tiene que evitar el 1er caso, el error aleatorio y eso lo hace bajando las tolerancias de sus componentes, en cambio el 2do caso simplemente es mover el offset de la medición (calibración).

Perdón por el tamaño de las imágenes, estaría piola una herramienta que permita limitar el tamaño de las imagenes.

 

[electroandres]

Lo que dije yo era mas una posibilidad por si no encontraba las resistencias de 1%. Igual, si hay algun error de medicion y se quiere corregir, igual va a necesitar otro de muy alta calidad para identificar cual es el error y donde se produce.

 

[Eduardo]

Bueno tras unos días peleandome con una hoja de cálculo (cuando uno se atasca en una tontería no se desatasca así como así) ya tengo calculadas las resistencias de los divisores.
Ahora tengo una duda:
¿Ajusto el error de la tolerancia y de no ser valores estandard poniendo un potenciometro/resistencia ajustable en serie con cada una de ellas o lo ajusto por software?
La historia es que si hay 8 escalas para dos canales son 16 potenciometros de ajuste...y eso es caro y voluminoso...
.........

Te estás complicando la vida inútilmente.
Para las resistencias del divisor se pone el valor comercial mas cercano y tolerancia 5%. Por que?
Porque por un lado tenes en serie la resistencia del multiplexor, que no es lineal ni constante con la temperatura.
Por otro, el valor convertido por el AD es relativo a una tensión de referencia. Si la exactitud de esta tension de referencia no está por debajo del 1% de nada sirve que calcules el divisor al 1%.
Y por otro, precisiones del 1% (y mejor) solo la encontrás en buenos testers y en la escala de CC , los comunes son al 2%. En osciloscopios la precisión es menor.


La corrección de las escalas se hace por software pero a medida que se van leyendo.
Si es una visualización en tiempo real, no se multiplica por una constante valor por valor, sino que se dibuja la cuadrícula afectada por el factor de escala correspondiente.
Si se ponen cursores y se quiere mostrar el valor, solo ahí se lo multiplica por la constante de escala.

Si los valores leídos terminan en un archivo, o se los corrije al momento de grabar o que se encargue de eso el programa que los lea.

Como por más que uses un divisor de resistencias ideales, igual vas a tener que calibrar para conocer las verdaderas constantes de escala y los offsets no te salvás de la utilidad de una corrección por soft.

 

[Scooter]

Evidentemente solo voy a hacer un "blutuloscopio", la pega del ajuste por soft es que debería de realizarse en cada uno de los equipos que hiciese en una hipotética tirada de instrumentos.

Edito, y ahora que pienso el de los potenciometros también... Buen dato para poner en la EEPROM que no sabía para qué usarla, de paso se puede poner en un modo calibración en el que se le metan tensiones conocidas y el solo se calibre...

Si que es cierto que la resistencia interna del multiplexor es "a saber cuanta" concretamente el datasheet dice que entre 250 y 1050 Ω
En su día yo tenía algunas resistencias del 1% (eran negras sin bandas) pero con lo decaido que está el mercado no se si tendrán, me acercaré a preguntar. El caso es que de las "normales" tengo de todos los valores medio quilo de cada... así que a no ser que tengan de todos los valores y a precios bajos pondré "normales"
Otra cuestión es que un potenciómetro es susceptible de ensuciarse o estropearse mas que una resistencia y calibrar 16 no me apetece mucho.

Gracias a todos por la orientación, seguiré informando.

 

[Eduardo]

Evidentemente solo voy a hacer un "blutuloscopio", la pega del ajuste por soft es que debería de realizarse en cada uno de los equipos que hiciese en una hipotética tirada de instrumentos.
Edito, y ahora que pienso el de los potenciometros también... Buen dato para poner en la EEPROM que no sabía para qué usarla, de paso se puede poner en un modo calibración en el que se le metan tensiones conocidas y el solo se calibre...

El ajuste es lo mismo que si usaras las resistencias "justas", porque si en lugar de quedarte el divisor total en x10 te queda en x10.78, se graba esa constante y listo.

Pero si buscás una mayor precisión ya tenés que tener en cuenta la resistencia del Mux y el valor real de la tensión de referencia --> igual tenes que calibrar equipo por equipo, con la ventaja de que por soft, el usuario puede entrar en una rutina de calibración cuando quiere (lee un valor conocido, escribe "con cursores" el valor verdadero, el soft ajusta las constantes y las guarda en EEPROM.

Si que es cierto que la resistencia interna del multiplexor es "a saber cuanta" concretamente el datasheet dice que entre 250 y 1050 Ω

El rango es amplio porque no es lineal y depende de la tensión de alimentación y la temperatura.

 

[Scooter]

Pues si, creo que la mejor opción es poner un modo de calibración que diga
"Conecte una tensión de referencia"
"Indique el valor de esa tensión"
Y que internamente la mida en todas las escalas y ajuste, eso lo guarda en la eeprom para multiplicar después y listo.
Como se manejará desde el PC o algo semejante el interface/menú puede ser muy sencillo y cómodo de ajustar.

Otra cosa que estoy pensando es si poner la conexión a GND de la entrada para calibrar el cero o no. Yo creo que si, y si la pongo si lo hago con un interruptor físico, perdiendo una escala o con un "trozo" de un 4060

 

[cosmefulanito04]

Te estás complicando la vida inútilmente.
Para las resistencias del divisor se pone el valor comercial mas cercano y tolerancia 5%. Por que?
Porque por un lado tenes en serie la resistencia del multiplexor, que no es lineal ni constante con la temperatura.
Por otro, el valor convertido por el AD es relativo a una tensión de referencia. Si la exactitud de esta tension de referencia no está por debajo del 1% de nada sirve que calcules el divisor al 1%.
Y por otro, precisiones del 1% (y mejor) solo la encontrás en buenos testers y en la escala de CC , los comunes son al 2%. En osciloscopios la precisión es menor.

Habrá que ver en cuanto influyen o no esas resistencias, tal vez como decís entre usar resistencias de 1% y 5% no hay mucha diferencia, pero para saberlo bien antes debería hacer un estudio de incertidumbre para detectar cual de la fuentes de error tiene mayor peso:

- Atenuadores
- Mux analógico
- Ganancia de los amplificadores
- Tensión de offset usado como masa virtual
- A/D con su tensión de referencia
- Circuito de disparo (esta etapa agregará incertidumbre en la medición temporal)

Cada una de esas etapas irá agregando incertidumbre y dependiendo de cuanto habrá que enfocarse en una etapa o varias. Hacer ese tipo de estudio no es difícil, si engorroso debido a las cuentas que hay que hacer, pero a la larga te da un buen panorama de donde se encuentra la fuente/s de mayor incertidumbre.

 

[Eduardo]

Habrá que ver en cuanto influyen o no esas resistencias, tal vez como decís entre usar resistencias de 1% y 5% no hay mucha diferencia, pero para saberlo bien antes debería hacer un estudio de incertidumbre para detectar cual de la fuentes de error tiene mayor peso:

- Atenuadores
- Mux analógico
- Ganancia de los amplificadores
- Tensión de offset usado como masa virtual
- A/D con su tensión de referencia
- Circuito de disparo (esta etapa agregará incertidumbre en la medición temporal)

Cada una de esas etapas irá agregando incertidumbre y dependiendo de cuanto habrá que enfocarse en una etapa o varias. Hacer ese tipo de estudio no es difícil, si engorroso debido a las cuentas que hay que hacer, pero a la larga te da un buen panorama de donde se encuentra la fuente/s de mayor incertidumbre.

En cualquier instrumento de medición lo que verdaderamente interesa es la estabilidad del circuito, porque la exactitud se soluciona en la calibración.
De nada sirve usar un divisor al 0.1% si la tensión de referencia del conversor es el 7805 o las pilas de alimentación.
Así como tampoco sirve un 0.1% garantizado a 20°C y que a 50°C tenga 10% de error.

Es por eso que todo debe estar acorde, desde el momento que los conversores de los micros no son conversores de precisión no tiene sentido un divisor ultra estable/exacto, aunque tampoco es cuestión de meter cualquier basura que sume error inútilmente.
Como ser, antes que usar resistencias de carbón usemos de metal-film y de mux no usemos un CD4051.

El resto de los errores que enumerás no tiene sentido calcularlos porque se que son constantes que se eliminan al calibrar el equipo.
Algo que de manera directa o indirecta hay que hacer siempre, o acaso se pretende embalarlo sin siquiera haberlo probado después del montaje?

 

[cosmefulanito04]

De nada sirve usar un divisor al 0.1% si la tensión de referencia del conversor es el 7805 o las pilas de alimentación.

Completamente de acuerdo, por eso la recomendación de hacer un estudio de incertidumbre una vez que ya se tienen en mente el diseño, para darte cuenta que este tipo de componentes pesaría mucho en la incertidumbre final y usando un simple diodo zener como voltaje de referencia que no sale caro bajás muchísimo el error.

Es por eso que todo debe estar acorde, desde el momento que los conversores de los micros no son conversores de precisión no tiene sentido un divisor ultra estable/exacto, aunque tampoco es cuestión de meter cualquier basura que sume error inútilmente.

No estoy del todo de acuerdo, en muchos casos el ADC es el que menos error mete en un circuito que requiere una cierta adaptación como en este caso, para darte un ej. el ADC de un Atmega8 con una buena tensión de referencia puede meter menos error que un amplificador instrumental.

Como ser, antes que usar resistencias de carbón usemos de metal-film y de mux no usemos un CD4051.

Nuevamente estoy de acuerdo, por un lado buenas resistencias (hasta el 1% puedo hablar) no son caras y por el lado del MUX habrá que ver como lo implementa en el circuito, si lo hace como publicó arriba puede tener 2 problemas:

- Quemar las entradas del mux si no pone algún limitador
- El tremendo error que mete ese MUX.

Como alternativa no muy cara (si más aparatosa en el PCB) le recomendaría usar algo como publiqué en este post:

https://www.forosdeelectronica.com/f27/llave-electronica-alta-tension-66774/

En ese post se usa mosfet 2N7000 que te garantizan tener un rds(on) menor a 10ohms con una cierta tensión en gate.

El resto de los errores que enumerás no tiene sentido calcularlos porque se que son constantes que se eliminan al calibrar el equipo.

Acá tampoco estoy de acuerdo, la ganancia del amplificador operacional dependerá de los valores de las resistencias que se usen en la topología planteada las cuales tendrás su propia tolerancia, como también tendrá una cierta tensión de offset que agregará un cierto valor de tensión a la salida. Por el lado del circuito disparador, el error lo meterá en la medición temporal y dependerá de posibles ruidos a los que este expuesto y las posibles tensiones mínimas que podrá usar como disparo.

La discusión es interesante y creo que da tela para rato, pero todo siempre dependerá de lo que este buscando Scooter y como el desee resolverlo.

 

[Scooter]

Bueno, esto continúa; ya tengo conectado un 4051. Mañana pienso añadir el operacional y a la entrada analógica.

Tras darle vueltas voy a hacerlo de tres entradas. En principio dos de señal y una de sincronismo/trigger pero llegado el caso la usaré como entrada para ver trifásica. (no faltéis al funeral del día de la prueba, estáis invitados )

Al final he ajustado "un poco" las resistencias del divisor; cada una de ellas está compuesta de dos resistencias en serie como comentamos.

 

[Scooter]

Bueno, el primer adaptador de señal con un 4051 funcionó razonablemente. Ahora estoy montando los otros dos para sacar conclusiones de si varía mucho el diseño entre dos montajes teóricamente iguales etc.

Hacía mil años que no montaba prototipos soldando en una placa perforada... ya ni me acordaba de lo que se tarda; conexiones que se olvidan y tonterías semejantes...

 

[Davis89]

felicitaciones por este tema, es muy interesante...
quisiera saber si lograste terminar el proyecto, y si es que funciono, ya que me gustaria que me ayudes, puesto que yo estoy tratando de hacer lo mismo pero con un arduino due, un bluetooth y un android...
hasta ahora ya tengo la comunicacion del arduino con el android, pero no logro graficar los graficos en tiempo real, quisiera que me ayudes co eso y con los esquematicos que utilizaste para hacerle autorango....

de antemano muchas gracias....

 

[Scooter]

Pues se quedó parado, monté bastantes cosas y me lié con otras...
Este verano lo quería retomar ya que he hecho mas cosas con arduino y tengo mas soltura.
También quería hacer el "cliente" de un PC o directamente en android.
Si nos unimos varios y aportamos ideas y ánimos podemos llevarlo adelante.

Lo que tengo montado son tres entradas de ganancia seleccionable con tres multiplexores analógicos 4051 y luego tres etapas de amplificación con un lm324 pero aún no los he probado.
También me quedé a mitad de documentarlo y quería retomarlo pasa que no se me olvide del todo.

Autorango aún no es pero es fácil hacerlo; con salidas digitales se selecciona la ganancia de un atenuador con el multiplexor y después pasa a la entrada analógica.

 

[Davis89]

esto es lo que yo tengo hasta el momento....