[Arduino] Digital Curvetracer

hennep

Golden Member

Ik ben al een tijdje op dinsdagavonden, samen met een elektronicamaatje aan het hobbyen geweest aan een digitale curve tracer. Vandaag heb ik de eerste plaatjes geproduceerd die ook de spanning correct laten zien.
Als er belangstelling voor is dan wil ik er wel een github pagina voor maken met de source code voor de arduino, het PC C++ project en het schema.
Dat schema stelt overigens niet zoveel voor. Het is een afgeleide van de octopus die ik op youtube vond.
Dat schema bestaat uit een trafo, 3 weerstanden en een voedinkje om de wisselspanning van de trafo wat op te tillen zodat ik het geheel in gelijkspanning met de adc kan meten.
Vanavond slechts de aankondiging en dan eerst slapen.

Alvast een paar plaatjes van een condensator en een 5V1 zener. Belangstelling, laat maar weten.

reading can seriously damage your ignorance

Ziet er wel leuk uit en heb ook wel belangstelling.

Heb je geen direct link naar een schema.
Of wat zijn zo een beetje de limieten in spanning en stroom?

Ziet er goed uit.
Leuk project en heb er ook wel belangstelling voor.

Meten=Weten

Ja, dat github pagina is een goed plan!

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Tidak Ada

Golden Member

Fraai projectje!

Zit wel een zichtbaar bug-je in: Wat is een 'curve traver' V.1.0.0 beta? O-)

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/
hennep

Golden Member

@TA, waarom denk je dat er "beta" achter staat. Dan hoort er toch een foutje in te zitten. Maar toch bedankt voor het melden/inwrijven :-)

Zoiets is het geworden. Dit heb ik net even ingevoerd omdat ik gisteravond heb verzuimd om het schema op de flash drive te kopieren.
Zie ook de LTSpice simulatie (.asc)

SH*T, er is een foutje in het schema geslopen. R2 = 330 ohm.

De Arduino code en het programma voor Windows staan ook hieronder, de source code voor Windows en ook voor Linux ga ik op Github zetten. De Linux variant werkt momenteel niet omdat er het laatst aan de Windows variant is gewerkt.

Vragen of opmerkingen, laat maar komen.

reading can seriously damage your ignorance
Tidak Ada

Golden Member

Op 5 januari 2022 11:52:46 schreef hennep:
@TA, waarom denk je dat er "beta" achter staat. Dan hoort er toch een foutje in te zitten. Maar toch bedankt voor het melden/inwrijven :-)

[....]

Ach, met een beetje humor ;)
('t was duidelijk een 'tuk-fout')

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/
hennep

Golden Member

Het viel ons op dat de netspanning geen mooie sinus is (of eigenlijk hebben we de secundaire spanning bekeken op de scoop). De toppen zijn afgeplat en dat zie je terug in de afbeelding van van de condensator. Dat is geen mooie ovaal.
Wat zou daarvan de oorzaak kunnen zijn? Is dat het gevolg van al die ledverlichting die we tegenwoordig hebben?

reading can seriously damage your ignorance

O.a LED verlichting, maar ook veel andere apparaten.

Misschien een vervolg op dit project. Een mooie (instelbare?) sinus maken.

[Bericht gewijzigd door rbeckers op 5 januari 2022 13:26:59 (43%)]

hennep

Golden Member

Nog een paar dingen die op de planning staan.

Ik zou de 3 weerstanden die van het octopus schema zijn overgenomen nog willen aanpassen. Nu is er een vrij lage meetspanning beschikbaar. Hoewel wij een 18V trafo gebruiken is er geen 18V*Wortel(2) beschikbaar als meetspanning. Zenerdiodes doormeten tot 22V zou wel leuk zijn maar zit er nu niet in. Het mooist zou een meerstandenschakelaar zijn met een aantal meetbereiken.

Verder hebben wij al een nuldoorgangsdetectie ingebouwd om de sinus vanaf (ongeveer) 0 graden te kunnen tonen. Die staat nu niet in het schema getekend, oeps!
Om de Arduino code toch werkend te krijgen, even de constante DEBUGGING op 1 zetten.

Nu is er een open stukje te zien in de lijn bij de condensator. De sketch meet nu 48 samples om de 420 us. Kan dat stukje tussen de laatste 360 graden meting en de eerste 0 graden meting dicht getekend worden voor alle componenten?
Of krijgen we dan, bij een diodemeting, zo'n lijn te zien:

@rbeckers, Inderdaad wij hebben ook al overwogen om dmv. PWM een sinus op een trafo te zetten maar we hebben geen van beiden een 1:1 trafo liggen. Toch zou het ook wel leuk zijn om dan andere meetfrequenties dan 50Hz toe te kunnen passen.

reading can seriously damage your ignorance
Tidak Ada

Golden Member

Op 5 januari 2022 12:35:13 schreef hennep:
Het viel ons op dat de netspanning geen mooie sinus is (of eigenlijk hebben we de secundaire spanning bekeken op de scoop). De toppen zijn afgeplat en dat zie je terug in de afbeelding van van de condensator. Dat is geen mooie ovaal.
Wat zou daarvan de oorzaak kunnen zijn? Is dat het gevolg van al die ledverlichting die we tegenwoordig hebben?

Verzadiging in de trafo?

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Verzadiging in de trafo geeft problemen.

@hennep
I.p.v. een 1:1 trafo kun je ook een trafo gebruiken waarvan de primaire bestaat uit 2x 115V.

hennep

Golden Member

Gisteravond even een test gedaan met 2 gelijke trafo's primair in serie. (om te zien of verzadiging de vervorming veroorzaakt)

De afgeplatte toppen zijn verdwenen maar qua vorm is de sinus niet mooier geworden. Dat laat zich echter niet zien in de afbeelding van de curve tracer.

Secundair maar 1 trafo gebruikt, mogelijk dat daardoor de sinus vervormde. Dit is niet mijn vakgebied, jullie mogen het zeggen :-)

Ik heb een begin gemaakt met een github pagina. De source code is nu beschikbaar: https://github.com/HenniePeters/CurveTracer

Er doet zich nog een ander probleem voor dat ik niet kan verklaren. Het midden van de sinus laat zich niet goed bepalen. Ik had verwacht dat ik door die extra gelijkspanningsvoeding de digitale meetwaarde weer zou kunnen omrekenen naar een wisselspanning. Als je goed kijkt in de simulatie dan zie je dat die gelijkspanning iets boven het midden van de wisselspanning ligt. Ik weet niet waardoor dit wordt veroorzaakt.

Het curve tracer plaatje is daardoor iets rechts van het midden afgebeeld.

EDIT: in de simulatie de 82k/4k7 spanningsdelers vervangen door 820k/47k. Dan ziet het er iets beter uit.

reading can seriously damage your ignorance

Op 5 januari 2022 13:21:52 schreef rbeckers:
O.a LED verlichting, maar ook veel andere apparaten

Die afgeplatte toppen waren er al voordat led verlichting zijn intrede deed, Dat komt voornamelijk door het gebruik van geschakelde voedingen waarbij de interne buffer condensator alleen opgeladen word op de toppen van de sinus. Daarom moeten nu alle apparaten van 250W of meet met een geschakelde voeding een actieve pfc hebben. Power factor corretion dus.

Gisteravond even een test gedaan met 2 gelijke trafo's primair in serie. (om te zien of verzadiging de vervorming veroorzaakt)

Die vervorming zit er al ruim 50 jaar in het net, sinds de eerste geschakelde voedingen zijn intrede deden. Maar wel een zinvolle test want je zou ook een dubbele vervorming kunnen hebben zonder dat je het weet, die van de trafo + het net.

Op 5 januari 2022 13:21:52 schreef rbeckers:
Misschien een vervolg op dit project. Een mooie (instelbare?) sinus maken.

Als je een nette sinus wilt zul je die zelf moeten maken of een goede functie generator gebruiken. Op dit forum zijn er al wel een aantal topic over langsgekomen. Maar dat ging vooral over sinus voor audio kwaliteit omdat een gemiddelde functie generator toch net geen audio kwaliteit is. Voor dit doel is een functie generator denk ik wel goed genoeg.

Ik sluit mij aan met benleentje die vervorming komt uit het net. Dus een functie generator zal zorgen voor een mooie sinus.

Doe Marcel de groeten van mij.

Alrik

de meeste problemen los je op door er geen probleem van te maken.. de rest heeft alleen wat tijd nodig

Op 12 januari 2022 21:40:51 schreef benleentje:
[...]Die afgeplatte toppen waren er al voordat led verlichting zijn intrede deed, Dat komt voornamelijk door het gebruik van geschakelde voedingen waarbij de interne buffer condensator alleen opgeladen word op de toppen van de sinus.

ter info. dat was ook al zo voor de voeding een schakelvoeding werd. Het afplatten gebeurd door de brug en bufferelco. Of daarna een lineair belasting hangt of een schakelende voeding doet er niet meer toe.

Mag ik een voorstel voor een upgrade doen?

De STM32 processoren kunnen makkelijk 1MHz sampelen. Dat is 100x sneller dan de arduino processors. Er zijn er een hoop die ook een DAC aan boord hebben. Ze hebben DMA, dus als je een sinus tabel in ROM zet en de DAC/DMA vertelt dat ie om de zoveel tijd daar een waarde uit moet halen->Geen omkijken meer naar!

Ik heb een "ontwikkelbordje" gemaakt, ik ben bereid er 1 of een paar te doneren om jullie te helpen de boel een performance boost te geven.

Ik zou een 230-48V trafo nemen (*) waarbij de secondaire op de DAC is aangesloten. Zo kan je hogere spanningen maken dan de voeding van de CPU (3.3V).

Overweeg om een TS4871 d'r voor te zetten om het signaal iets op te peppen. Dat is een 1W versterker, dus dan krijg je iets meer dan de paar miliamperes uit de DAC.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
hennep

Golden Member

@Alrik, ik zal je collega dinsdag de groeten doen, maar jij ziet hem maandag al dus doe hem ook maar de groeten.

@rew, Ik ben zeker geinteresseerd in een ontwikkelbordje. Ik heb hier ook nog zo'n STM32F103C8T6-DevBoard liggen, was van plan om dat te gebruiken voor een versie met DAC. Dan hebben we gelijk een omschakelmogelijkheid voor een 1kHz sinus. Marcel is gewend om met een Huntron tracker te werken en gaf aan dat 1kHz prettiger is om aan spoelen te meten.

Ondertussen ben ik begonnen aan een heel simpele uitvoering met Arduino Nano en een 230-9V trafo en de 5V van de USB om de wisselspanning "op te tillen". De 9V is immers al afgedeeld met een paar weerstanden. Het is toch wel lastig om steeds een week te wachten om softwareaanpassingen te kunnen testen met de hardware. Zeker als je op dinsdagavond na de koffie nog maar een tweetal uren over hebt :-)

reading can seriously damage your ignorance
blackdog

Honourable Member

Hi Hennep, :-)

Misschien is het zinnig voor je, om eens naar de Teensy LC te kijken.
https://www.pjrc.com/teensy/teensyLC.html

Kan je met een usb kabel programmeren, is vrij snel, 3,3V logisch niveau en hij heeft 1x een 5V digitale uitgang.
Verder een goede 12Bit ADC en een 12Bit DAC aan boord.

Er is veel info beschikbaar om de ADC te optimaliseren, zoek hiernaar bij www.prc.com
Ja hij is wat duurder dan een arduino NANO e.d. maa rook veel beter in vele opzichten.

Hij is bij meerdere winkels hier in Nederland te kooop.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
bprosman

Golden Member

maa rook veel beter in vele opzichten

Ook als je m goed aansluit ? :+

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.
hennep

Golden Member

@Bram, Ik wil wel eens wat proberen met zo'n Teensy. Voorlopig heb ik iets met een Nano in elkaar gezet. Vooral omdat ik er eentje had liggen.

Ik kan nu serieus verder met de code. Zonder dat ik de hardware bij de hand had was het lastig om de schaal juist weer te geven. Ik heb dit vanmiddag in elkaar gesoldeerd en zojuist getest. Met de multimeter meet ik 2.5V over de probe aansluitingen. De 10V die het PC programma aangeeft is hardcoded in het programma gezet.

reading can seriously damage your ignorance

Bij gebruik van dit soort experimenteer board is het wel beter om een rij eilandjes bij de 230V te verwijderen.

2,5V is meestal genoeg voor de testen objecten. Uitzonderingen, zoals zener diodes, daargelaten.

Op 15 januari 2022 01:15:22 schreef kris van damme:
[...]

ter info. dat was ook al zo voor de voeding een schakelvoeding werd. Het afplatten gebeurd door de brug en bufferelco. Of daarna een lineair belasting hangt of een schakelende voeding doet er niet meer toe.

Ja daar heb je ook wel gelijk in had ik even niet aan gedacht. Ze hadden die diode nooit moeten uitvinden net zo nutteloos ding als het wiel :).

Hennep, Marcel is ondertussen ex collega vandaar il zal hem weer eens bellen. Verder veel hobby plezier samen!

de meeste problemen los je op door er geen probleem van te maken.. de rest heeft alleen wat tijd nodig
hennep

Golden Member

Eergisteren kreeg ik een wiskundige op bezoek. Hij werd helemaal enthousiast toen hij mijn curve tracer zag liggen en ik hem vertelde waar ik mee bezig was. Hij zegt daar kan ik aan rekenen.
Vandaag kreeg ik zijn uitwerking op 3 kantjes A4. Zie hieronder in de bijlage de berekening voor de condensator. Volgens zijn berekening zou een condensator van 2 uF een mooie ronde cirkel tonen.

Tot zijn grote schrik kreeg hij iets heel anders te zien. Life is a bitch :-)

Of ik even het volledige schema wilde opsturen.
Ik ben benieuwd of hij ook de "sinus" kan uitrekenen die bij dat plaatje hoort. Misschien horen we het morgen >:)

Ik heb het al gemeten.

reading can seriously damage your ignorance