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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 16 bit AD-Wandler


Autor: Christian Bürger (Gast)
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Hallo!

Ich suche für ein Modellflug-Telemetrie-Projekt einen 16bit-AD-Wandler, 
kann mir da jemand einen Hersteller nennen? Habe bisher nur 12 bit 
gefunden....

MfG Christian

Autor: Lanius (Gast)
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brauchst du 16 Bit?

wird schon kritisch im Layout.

http://para.maxim-ic.com/ADConverters.htm

MAX195

Autor: Christian (Gast)
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Hey Chrisian
hört sich sehr interessant an - erzähl mal genaueres - ich wollt seit 
ca. 2 Monaten einen UAV bauen (ein autonomes Modellflugzeug) - bisher 
ist nochnicht viel draus geworden, wenn ich schon relativ viel Erfahrung 
sammeln konnnte. Ich hab' mir con maxim dann Muster vom ds2450 
schickenlassen. Der hat 16bit, 4 Kanäle und ein 1-wire anschluss. Das 
gut ist, dass er nur 8 pins benötigt (4 eingänge, 2 Versorgung, 1 Data, 
1nc) Ich möchte die Geschwindgeit über differenzdruckmessung und die 
Höhe über absolutdruckmessung bekommen. Erzähl mal was von deinem 
Projekt!!!

mfg
Christian

Autor: Christian Bürger (Gast)
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@Lanius:
Wäre nicht schlecht, weil der AD-Wandler für die Vario-Funktion dienen 
soll,d.h. Steigraten beim Thermikfliegen zu messen, da wären Auflösungen 
unter 10 cm schon ganz gut, um sich ein brauchbares Bild der 
Thermiksituation beim Kreisen machen zu können, mit 16 bit käme ich auf 
ca. 2cm Auflösung, wegen Streuung der Messergebnisse natürlich 
schlechter als dieser theoretische Wert.

@Christian: Derzeit baue ich das Teil erst einmal so auf, dass ich über 
einen Absolutdrucksensor die Höhe messe (Wird wohl der MPX4115A werden) 
und das dann sowohl für die Höhenausgabe verwenden will (Spätestens seit 
meiner 4m-ASW22 machen wir uns ziemlich Gedanken um Flughöhe :-) ) als 
auch mittels Berechnung der Steig- und Sinkraten als Variofunktion. 
Übertragen will ich das mit dem TX70 und RX70 von Conrad. Später soll 
eine Batteriespannungsüberwachung des Empfängers hinzukommen (Habe schon 
mehrfach nen Thermikflug abgebrochen weil ich Schiss vor leerem Akku 
hatte) sowie eine Geschwindigkeitsmessung , entweder erst einmal über 
die Billigvariante "Mauslichtschranke mit Propeller", aber 
wahrscheinlich direkt mit Prandtl-Rohr und Differenzdrucksensor. Darüber 
könnte man dann gut weitere akustische Signale für bestes Gleiten, 
Thermikfluglage und Abrissgefahr ausgeben. Seperat davon, was 
wahrscheinlich für Dein UAV interessanter ist (Erzähl mal was Du genau 
vorhast! Komplett autonom stelle ich mir ziemlich schwierig vor :-) ) 
möchte ich evtl nochn Schiebeflugdetektor realisieren, der das 
Seitenruder automatisch so ansteuert, dass das Modell in der optimalen 
Flugbahn liegt, sowas wurde auch im Rahmen von Nurflüglern von jemand 
anders realisiert, das ist also praktikabel. Nen Gyro kaufe ich mir 
wahrscheinlich demnächst, ansonsten baue ich den vielleicht auch. Aber 
erzähl mal was Du da genau vorhast!!

MfG Christian

Autor: Christian (Gast)
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Hi Christian
die 2cm schaufst du schon nicht, weil der Druck auch nicht überall so 
konst. ist. Realistisch sind ca. 20cm Auflösung - bei einem längerem 
Thermikflug ändert sich aber wieder das wetter --> due kannst die höhe 
nicht genau bestimmen, aer für eine "Tendezmessung"langts auf jeden 
Fall....
Ich wollte ein einfaches Motorselger Modell nehmen. Zuerst soll das 
Modell auf einigermaßen konstanter Höhe fliegen können (ich wollt das 
teil ausm Conradkatalog nehmen MPX4100A laub' ich - geht ganz gut)) Dann 
soll es mit konstanter Geschwindgkeit fliegen können (auch so ein Teil 
vom Conrad) - problem ist, dass die Differenzdruckmessung erst ab ca. 
10m/s einigermaßen funktionert und die Druckänderung nicht proportional 
zur Geschwindigkeit ist. Dann soll das Ding auch noch geradeausfliegen 
(hab' mir ein Kompassmoudl bestellt - ich denke das ist besser als ein 
Kreisel) Und wenn das irgendwann tatsächlih funktioniet (hm) dann sollte 
es mir auch noch gleingen ein GPS System anzuschließne (hab' bereits ein 
paar experimete mit meinem GPS modul gemacht).
Damit man das dann auch noch irgendwie steuern kann baue ich gerae an 
einer Basisstation. Ich schreib gerade die Software fürs Grafik LCD - 
ansonsten bracuh ich ja nix weiter (ein paar Taster und ein transceiver 
modul) Beim Transceiver Modul scheint das Problem, dass ich bisher noch 
keins gefunden habe, das weiter als 300m Kommt - jetzt hab' ich mir 
überlegt ein PMR Funkgerät umzubauen (das wären immerhin 5km). Najja mal 
shcauen was draus wird!!!!!!

mfg
Christian

Autor: Christian Bürger (Gast)
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Ne klar, das meinte ich mit Theorie und Praxis... Aber wenn ich das mit 
dem Geschwindigkeitsmodul TEK-kompensieren sollte, schaffe ich evtl die 
10 cm, mal austesten. Das MPX4100A kannste problemlos nehmen, nehmen 
auch andere die das gemacht haben. Ich nehme den 4115 auch nur weil der 
bei Reichelt trotz etwas höherer Genauigkeit nen Euro billiger ist als 
das Conrad-Teil. Klar dass man nur Höhentendenzen messen kann, aber ich 
werde das Teil vorher mal mit einer definierten Höhe kalibrieren, das 
ist ja wenigstens temperaturkompensiert. Vorm Flug wird dann der Offset 
so eingestellt, dass der Platz 0m ist, mal ausprobieren, wenns nicht 
geht habe ich wenigstens nen gutes Vario. Mit dem Kompass musste 
ausprobieren, kann sein dass das bei der ganzen HF drumherum nicht so 
gut geht. Mein Funkmodul was ich hier habe kann auch nur 300 m, aber das 
TX70 und RX70 müssten nen Kilometer schon schaffen, der Empfänger ist 
mit doppelsuperhet, das dürfte einiges ausmachen. Vorteil ist, der 
Sender hat schon den passenden Eingang für digitale Daten, da kannste 
über nen Wiederstand den AVR direkt dran anschließen.Nur empfängerseitig 
musste noch was für die Dekodierung bauen (Will ein PCM-Verfahren 
benutzen), ne Dekoderschaltung steht aber im Datasheet des Empfängers. 
Ein anderer Vario-Selbstbauer hat ne Reichweite von >1400m angegeben 
:-D.
Wenn Du nen Motormodell nehmen willst (Wo Widerstand nicht ganz so 
wichtig ist wie beim Segler), kannste die Geschwindigkeit wie gesagt mit 
ner Mauslichtschranke und nem Minipropeller messen (Siehe Link unten), 
dann haste das
a) proportional zur Geschwindigkeit (Bei guter Lagerung der Welle), und
b) Du kannst auch schon niedrigere Geschwindigkeiten erfassen

Schau mal unter <http://home.arcor.de/d_meissner/d_logger.htm>, da steht 
so ein Sensor drin!!

Achso für den Höhensensor, guck direkt mal nach bevor die böse 
Überraschung kommt, da musste noch ne Verstärker-Schaltung bauen, sonst 
ist der Unterschied pro 100m nur im Millivolt-Bereich, das musste ich 
vorgestern entdecken :-). Aber mit den Angaben im Codesammlungsbereich 
Artikel "Verstärker Teil 3" sollte das kein Problem darstellen, dank 
Günter König!


MfG Christian Bürger

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

da gibts doch von Conrad den 24-bit-A/D-Umsetzer LTC2400.
Mit dem kann man in Verbindung mit dem MPX4100 von 0 m bis 13000 m
an einem Stück eine Auflösung von 20 cm erreichen.
Hast Du Dir den schn mal überlegt? Der dürfte sich für einen solchen 
Höhenmesser doch eignen.

Grüße,
Peter

Autor: Lanius (Gast)
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ich glaube nicht das es dir gelingen wird den 24-Bit Wandler einzusetzen 
ohne das die untersten Bits flattern.

das wird nix.

Autor: Christian Bürger (Gast)
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Danke habe ich schon gesehen den 24bit-AD-Wandler, aber das mit dem 
Flattern befürchte ich auch (wird mir wohl auch beim 16bit passieren), 
aber mit 24 bit würde das Programm auch ziemlich heftig. Ich habs bis 
jetzt auf 16 bit ausgelegt, bei 24 bit bräuchte ich ja für Divisionen 
alleine für Divisor und Divident schon 6 Register, das Ergebnis mal 
außer acht lassend... Und da ich Höhen bis ca. 1500m brauche habe ich 
mit 16 bit dann auch ne recht passable (theoretische) Auflösung, die ich 
wegen Flattern und Druckunterschieden durch Flugmanöver etc nicht 
erreichen werde....

MfG Christian

Autor: Peter (Gast)
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Man muß ja nicht alle 24 bit des LTC 2400 nehmen, für eine Auflösung von 
20 cm über 13000 m reichen ja schon die 16 MSB.
Der Umsetzter dürfte aber bis auf die niedrige Samplingrate recht 
brauchbare Eigenschaften aufweisen.
Und wenn man den Preis (beim Conrad) mit anderen ADCs vergleicht, 
schneidet der auch nicht schlechter ab.

Grüße,
Peter

Autor: Christian Bürger (Gast)
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Mit den MSB hast Du auch wieder recht :-), naja ich werds jetzt so 
machen, dass ich versuche ein Muster des 16-bit von Maxim kostenlos zu 
bekommen, ansonsten hole ich mir den 24bit. Aber vorerst muss ich eh so 
2 Wochen Pause machen, das Modell für das ich das baue ist durch einen 
ca. 800 m von unserem Platz entfernten Flieger mit dem selben Kanal 
steuerungslos aus mehreren hundert Metern Höhe abgestürzt, ich spiele 
gerade Puzzle mit den Rumpfteilen ;-). Erstmal das Modell reparieren, 
dann wieder AVR...

MfG Christian Bürger

Autor: Peter (Gast)
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Hi Christian,

bzgl. Deines Varios:
wie schaut die Messung bei Dir aus? Mittelst Du über mehrere Messwerte?
Mit welchen Sampling- bzw. Refresh-Raten arbeitest Du?
Darf man sich Deinen Source-Code mal ansehen?

Herzliche Grüße,
Peter

Autor: Christian Bürger (Gast)
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Hi Peter!

Bisher habe ich erst den Empfänger-AVR "bearbeitet", will heißen 
Displayausgabe, Ausgabeanwahl per Taster, sowie Konvertierung von Werten 
0-1024 in ausgabefähige Ziffern. Noch nicht implementiert ist das 
Empfangsprotokoll, da ich mir noch nicht ganz sicher bin, was ich nehme. 
Wird wahrscheinlich ne PCM-Kodierung werden. Der Sende-AVR ist bisher 
nur in Planung, hängt schließlich stark von der AD-Wandler-Wahl (Welches 
Kommunikationsprotokoll, I²C, SPI o.ä.) ab und davon, wie geschickt ich 
die Widerstände des Verstärkers wähle, sprich ob ich noch umfangreiche 
Umrechnungen mit Kommawerten machen muss! Wenn Du den bisherigen 
Sourcecode haben willst kann ich ihn Dir gerne schicken, wie gesagt 
bisher nur für den Empfänger-AVR die eben genannten Teile fertig.

Was die Messungen angeht, Mittelung über mehrere Messungen im 
Empfänger-AVR vorgesehen (Allein schon wegen Lastwechsel im Flug), und 
wahrscheinlich so viele Refreh-Raten, dass ich letztendlich 5-10 
auswertbare Daten pro Sekunde habe (Senderseitig mehr, um 
verlorengegangene Pakete auszugleichen). An die Daten will ich eine 
Prüfsumme hängen, um gegebenenfalls beschädigte Daten von den 
Mittelungen aussondern zu können. Worüber ich mir noch nicht 100pro im 
klaren bin, ist wie ich die empfängerseitige Abhörung realisieren soll. 
Habe bisher 2 Ideen:

1. Über den Mute des Empfängers einen Interrupt auslösen, sobald Daten 
ankommen

2. Zwischen den Berechnungen von Mittelung, Ausgabe etc. "Abhörzeiten" 
einbauen, in denen der AVR auf Daten horcht

Für den ersten Fall würde ich senderseitig eher wenige Pakete vorsehen, 
damit nicht ständig Interrupts ausgelöst werden, für den 2. Fall mehr, 
damit mehr in den Abhörzeiten gesendet wird. Kannst Du mir vielleicht 
aus eigenen Erfahrungen sagen, was günstiger ist?

MfG Christian Bürger

Autor: Christian Bürger (Gast)
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Ups, habe mir gerade den LTC2400 angesehen. Mit dem könnte ich die 
Refresh-Raten vergessen... Damit wäre die Wahl wohl vorzeitig 
entschieden, der MAX195 ist nen Hochgeschwindigkeitswandler dagegen.
Trotzdem danke für den Tip mit dem LTC2400, aber fürn gutes Bild beim 
Thermikkreisen brauche ich schon relativ häufig Messwerte...

MfG Christian Bürger

Autor: Harald (Gast)
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Hallo,

rüstet nicht mit vielen Bits auf. Das bekommt ihr nie in den Griff.
8bit Auflösung reicht völlig aus.
Der Trick>:  Rauschen des Messwertes auswerten. Wenn der Messwert 
mindestens um 1-2bit rauscht, kann über viele Messungen gemittelt 
werden. die Auflösung lässt sich dadurch beliebig erhöhen. Wichtig: Der 
Algorithmus sollte mindestens die doppelte Anzahl Bits ermöglichen. 
(Also Integer für 8bit A/D).
Haltet aber die Temperatur des MPX41xx konstant. Die sind alles andere 
als temperaturkompensiert.

Gruss
Harald

Autor: Thomas Grote (Gast)
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Hallo Zusammen,

das hört sich ja wirklich interessant an, was Ihr da so schreibt. Habt 
Ihr Euch schon einmal das Telemetriesystem von ELV angesehen? Das Ding 
hat fast alle Funktionen die Christian so will, leider funktioniert das 
Ding nicht so, wie ich es erwarte. Das Vario ist sehr träge und der 
Empfänger ist neben der RC-Anlage nicht einsetzbar. Leider !!! Denn der 
Empfänger hat eine sehr gut lesbare Anzeige, auf der sowohl die Höhe, 
als auch die Akuspannung angezeigt wird. Das Variosignal wird akustisch 
ausgegeben. Vieleicht könn Ihr das Ding als Basis nehmen und so umbauen, 
dass es funktioniert.

Viele Grüße

Thomas Grote

http://home.t-online.de/home/Thomas.Grote
www.lsv-bueckeburg.de

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