Misuratore di ESR

[DarwinNE]

Certo, usare un ADC a più ingressi è perfettamente possibile.

Si eliminarebbe il problema della resistenza ON che dicevi.

No, quello è legato al componente che si usa per la commutazione nel circuito di lock in, in U3A, U3B e U3C la resistenza ON è praticamente ininfluente. Si può attenuare di molto il problema utilizzando un altro interruttore al posto di R11, pilotato in controfase rispetto ad U3D. Oppure, come ho detto sopra, un deviatore. Tuttavia ho cercato un po' e nel poco tempo che ho passato sui siti dei vari fornitori non ho trovato interruttori analogici che mi avessero convinto (parlo del prezzo e della reperibilità) rispetto al banale CD4066.

Comunque, il vantaggio sarebbe solo quello di abbassare l'offset che poi viene eliminato nei calcoli. Si può giocare a fare differenze pilotando U3A ed U3B in fase/controfase rispetto ad U3D perché la tensione in uscita del circuito sia direttamente legata VA-VB, ma ci ho riflettuto e mi sembra che il gioco non ne valga la candela. Agendo così si evitano tutti i problemi di offset legati ad U1D. U1 quindi dev'essere semplicemente veloce e rail to rail (o ad alimentazione singola), ma non di precisione.

A condizione appunto che il convertitore analogico/digitale abbia risoluzione sufficiente, idealmente 16bit su +/- 1V con ingresso differenziale.

Il prototipo di cui sopra ha senso come circuito indipendente e mi ha permesso di fare qualche misura con un multimetro. Quando si metterà tutto insieme con un micro in un circuito unico, bisognerà fare delle scelte legate all'economia ed al funzionamento globale e migliorare il tutto ottimizzando anche i consumi.

[DarwinNE]

Devo assolutamente provare a replicarlo.

Se vuoi te lo spedisco!

Dunque... Con un micro potremmo togliere gli switch e campionare direttamente su vari canali dell’ADC i vari segnali, opportunatamente condizionati. Il lock in si potrebbe fare in digitale. Così facendo si eviterebbe anche il filtro in uscita.

Se il micro è serio lo si può fare di sicuro!

Azzardo una ipotesi da testare, senza averci ancora pensato troppo su, quindi p(dire scemenze)>0.9:
Se all’ingresso fornisco un PWM, in uscita dovrei ottenere un altro PWM la cui ampiezza è il segnale che mi interessa.

Non sono sicuro di aver capito del tutto, non devi filtrare il PWM? Comunque, occhio che la ESR la si misura con frequenze almeno di 20kHz, il PWM deve macinare abbastanza in fretta.

Potrei acquisire quella, oltretutto in sincrono.
Si potrebbe acquisire senza ADC?

Non saprei, ma le acquisizioni sincrone sono sempre una buona idea.

[PietroBaima]

Se vuoi te lo spedisco!

Ti ringrazio e sei squisitamente gentile, ma non voglio disturbarti per una spedizione fuori europa.
Posso costruirlo in laboratorio, così puoi spedirlo a qualcuno che non può farlo.
Comunque ti ringrazio molto.

Se il micro è serio lo si può fare di sicuro!

Gotcha. Hai centrato il punto. Pensavo proprio a quello. Quasi certamente un AVR non farebbe al caso nostro e servirebbe un ARM. Comunque anche la ATMEL (ora microchip) fa degli ARM di tutto rispetto, che però conosco poco. Ho lavorato invece in passato su una ottimizzazione di un convertitore di formato per un TV per cui avevano scelto un ARM Freescale sottodimensionato e il poveretto non ce la faceva a decodificare l’immagine in real time.
Non ci ho ancora fatto dei conti sopra, ma a naso direi che con un AVR non ce la facciamo. Con un Freescale mi sentirei più tranquillo, al costo di qualche dollaro.
Senza conti però parlo di sensazioni, quindi prendi quello che dico con le opportune riserve.

Non sono sicuro di aver capito del tutto, non devi filtrare il PWM? Comunque, occhio che la ESR la si misura con frequenze almeno di 20kHz, il PWM deve macinare abbastanza in fretta.

Un ARM dovrebbe farcela.
Cerco di non filtrare il PWM e di campionare con l’ADC in sincrono, nel momento in cui il PWM è a “uno” e mi porta l’informazione di ampiezza che mi serve. E’ un’altra idea buttata lì, che poi magari non funzionerà.
Un’altra cosa che potremmo provare a fare è cercare di non usare l’ADC, cercando di trasformare l’informazione in frequenza o in tempo. In questo modo avremmo degli incrementi notevoli, in termini di prestazioni.

[DarwinNE]

Cerco di non filtrare il PWM e di campionare con l’ADC in sincrono, nel momento in cui il PWM è a “uno” e mi porta l’informazione di ampiezza che mi serve. E’ un’altra idea buttata lì, che poi magari non funzionerà.

Ma sul condensatore da misurare non ci si ritrova così con frequenze molto elevate dovute al segnale PWM? Non si rischia di misurare troppo la componente parassita induttiva? Meglio sarebbe avere un segnale filtrato sul dispositivo da misurare, no? Fermo restando che le misure sincrone sono sempre un'ottima idea.

Un’altra cosa che potremmo provare a fare è cercare di non usare l’ADC, cercando di trasformare l’informazione in frequenza o in tempo. In questo modo avremmo degli incrementi notevoli, in termini di prestazioni.

Interessante, ci rifletto su, forse si può integrare nel circuito il necessario per una conversione a doppia rampa o trovare il modo per fare una conversione V/F. Bisogna poi vedere se il gioco vale la candela rispetto ad un MCP3425 che costa circa 2€, ma permetterebbe di usare un micro di fascia abbastanza bassa nel circuito di cui sopra.

[PietroBaima]

Ma sul condensatore da misurare non ci si ritrova così con frequenze molto elevate dovute al segnale PWM? Non si rischia di misurare troppo la componente parassita induttiva? Meglio sarebbe avere un segnale filtrato sul dispositivo da misurare, no? Fermo restando che le misure sincrone sono sempre un'ottima idea.

Sì a tutte le domande, ma pensavo di fare una cosa del genere, anche se non ho la più pallida idea circa il funzionamento: se modulo in PWM una sinusoide, il gruppo RLC come reagisce? Posso tirarci fuori la R e magari anche la C? Appena ho più tempo provo a farne un modello e vedere cosa ne viene fuori.

Interessante, ci rifletto su, forse si può integrare nel circuito il necessario per una conversione a doppia rampa o trovare il modo per fare una conversione V/F. Bisogna poi vedere se il gioco vale la candela rispetto ad un MCP3425 che costa circa 2€, ma permetterebbe di usare un micro di fascia abbastanza bassa nel circuito di cui sopra.

Sì, bisogna vedere cosa ne salta fuori. Esisterà un circuito semplice che avendo un PWM ne tiri fuori qualche info in frequenza?

Per ora ho solo un sacco di “mah” nella mia testa che premono contro la segatura

[Jackd]

Impressionante. Bravi,

se restano un po di risorse, e se non è troppo brigoso, si potrebbe tirare fuori anche il fattore "D" https://en.wikipedia.org/wiki/Dissipation_factor ?

Vado un po OT, ma non troppo,
Date anche un occhiata anche a questo prodotto, purtroppo ritirato, della Digilent, OpenScope

un po del lavoro sul firmware probabilmente potrebbe essere "riciclato" per questo ESR , considerando il ritiro, ed essendo stato opensource tanto vale dare una sbirciata fin che i file son presenti in GitHub

Sebbene sia un oscilloscopio di base, di per se come concetto mi è piaciuto molto, noi gli abbiamo aggiunto una batteria e relativo circuitino di carica, facendolo diventare una comoda alternativa ai classici oscilloscopi, specialmente quando sai già cosa devi verificare, ma hai poco spazio, o i comandi molto lontani.

fine OT

[IsidoroKZ]

Se all’ingresso fornisco un PWM, in uscita dovrei ottenere un altro PWM la cui ampiezza è il segnale che mi interessa. Potrei acquisire quella, oltretutto in sincrono.
Si potrebbe acquisire senza ADC?

L'ESR non e` un resistore, dipende dalla frequenza, se usi un PWM non so cosa esce. Forse facendo una misura all'inizio dell'impulso di uscita e uno alla fine si ricava qualche informazione in piu`, ma non so quale (teorema del valore iniziale e finale)

Misura della frequenza e` una buona idea. Bisognerebbe fare un oscillatore con la frequenza dipendente dall'ESR.

[PietroBaima]

L'ESR non e` un resistore, dipende dalla frequenza

Questa è una info superinteressante, c’è qualche modello, articolo, libro che ne parli?

[EdmondDantes]

L'utilizzo di un PWM non e' una idea cosi' peregrina, nonostante il parametro di interesse dipenda fortemente dalla frequenza e dalla temperatura.
Non affronto il discorso altrimenti dovrei smantellare mezza libreria per cercare un quadernetto con alcuni appunti e non sono nemmeno sicuro di averlo portato con me

[PietroBaima]

e dalla temperatura

Ecco un’altra cosa da considerare per fare un buono strumento: scaldare il condensatore.