Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mikrocontroller mit 16bit ADC und onboard OPV gesucht.


von F. S. (de0_board)


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Hallo,

wie meine Überschrift schon zeigt, suche ich einen µC der einen 16 Bit 
ADC mit integriertem OPV zwischen PIN und ADC besitzt.

Ich habe von der MSP430 Familie diese gefunden die das können:

MSP430FG4250
MSP430FG4260
MSP430FG4270
MSP430FG4277
MSP430FG4278
MSP430FG4279
...

Allerdings fehlt mir ein Board. Es sollte ja auch "günstig" sein, kann 
sein das ich falsch suche aber ich finde zu keinem der oberen MCUs ein 
fertiges Board.

Weiß da jemand einen Rat? Bzw. kennt vielleicht eine(r) ein Board mit 
einem MCU der das auch kann?

lg F.S.

von Dr. Sommer (Gast)


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STM32F373 haben 16bit Sigma-Delta-ADC mit differentiellen Eingängen und 
einstellbarem Gain. Boards sind da allerdings auch dünn...

von F. S. (de0_board)


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Hi,

danke für Deine Antwort!!! :)
Ja, habe hier gefunden:

http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/SC1169/SS1576/LN10

Boards wie

http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF252995

die ich gefunden habe sind mir etwas zu teuer...gibt es sonst noch 
andere Eval Boards deren Preisklasse sich vlt unter 50€ bewegt...?

lg

von Dirk K. (dekoepi)


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Hier ist eine Selbstbauanleitung. Musst dir halt eine Platine bei den 
üblichen Verdächtigen herstellen lassen und die 4 Wochen Wartezeit 
einkalkulieren und danach das Board bestücken.
http://ebrombaugh.studionebula.com/embedded/stm32f373breakout/index.html

Sollte unter 50€ bleiben und aufgrund des Selbstbaus doch richtig 
zufrieden machen :)

von F. S. (de0_board)


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Vielen Dank auch Dir Dirk :)

Ja, die Webseite kenne ich. Allerdings habe ich keine 4 Wochen. Das ist 
ein Projekt mit dem ich innerhalb der nächsten Zeit arbeiten soll und es 
soll in ein Paar Tagen da sein. Ich habe schon bei Conrad und Co 
geschaut, schaut allerdings schlecht aus.

Welche Boards gibt es für 12Bit ADC mit Gain amplifier? Kennst einer von 
euch oder andere was?

Danke euch beiden nochmal :)

lg

von Dirk K. (dekoepi)


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Wie wäre denn ein potentes Board wie eine STM32F4-Discovery, gepaart mit 
externem ADC?
Integriert wäre zwar schön, aber notfalls einfach etwas Externes nehmen. 
Das ist preislich realistischer und auch in kurzer Zeit verfügbar.

So was in etwa:
Beitrag "externer ADC gesucht: 16 Bit, SPI/TWI, 1-Kanal"
Beitrag "Suche DAC 16 Bit SPI im DIP Gehäuse"

Sogar mit ATmega328/Arduino benutzbar. Noch einfacher.

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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F. S. schrieb:

> Welche Boards gibt es für 12Bit ADC mit Gain amplifier? Kennst einer von
> euch oder andere was?

Abtastrate?
unipolar/bipolar?
Eingangsspannungsbereich?

fchk

PS: Was genau willst Du damit messen? Für welche Anwendung suchst Du? 
(WICHTIG)

: Bearbeitet durch User
von Ernst O. (ernstj)


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Kennst du den HX711? 24Bit ADC mit programmmierbarem Verstärker, ist 
allerdings kein Microcontroller sondern muss oer I2C an einen solchen 
angebunden werden. Wurde für die Verwendung mit Dehnungsmessstreifen / 
Kraftsensoren entwickelt. Bestücktes breakout board bei ibäh ca.6 - 10 
€.

von Mehmet K. (mkmk)


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Wenn ich mich nicht falsch erinnere, hat der FRDM-K64F von Freescale 
16-Bit ADC onChip.
http://de.farnell.com/freescale-semiconductor/frdm-k64f/dev-board-mk64fn1m0vll12-ethernet/dp/2406741?Ntt=2406741

Farnell Best.Nr. 2406741
Preis < 30 EUR

Aber ob der im Gain einstellbar ist, entzieht sich meiner Kenntnis.

: Bearbeitet durch User
von Arc N. (arc)


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Mehmet Kendi schrieb:
> Wenn ich mich nicht falsch erinnere, hat der FRDM-K64F von Freescale
> 16-Bit ADC onChip.
> 
http://de.farnell.com/freescale-semiconductor/frdm-k64f/dev-board-mk64fn1m0vll12-ethernet/dp/2406741?Ntt=2406741
>
> Farnell Best.Nr. 2406741
> Preis < 30 EUR
>
> Aber ob der im Gain einstellbar ist, entzieht sich meiner Kenntnis.

Die Kinetis K5x wären da u.U. besser geeignet (integr. OpAmps etc.).
Zum STM32F373: Der ADC hat zwar nominell 16-Bit, aber...
DNL: bis zu 4.1 LSB, Eingangsimpedanz u.U. sehr niedrig, Offset-Fehler 
nach Kalibrierung bis zu 2 mV...
Der ADC der K5x ist da schon besser, allerdings sind auch die weit 
entfernt von dem, was Analog dort herstellt, die aber dafür wieder 
andere Nachteile haben...
http://www.analog.com/en/processors-dsp/analog-microcontrollers/products/index.html

von Uwe Bonnes (Gast)


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Arc Net schrieb:
> Zum STM32F373: Der ADC hat zwar nominell 16-Bit, aber...
> DNL: bis zu 4.1 LSB, Eingangsimpedanz u.U. sehr niedrig, Offset-Fehler
> nach Kalibrierung bis zu 2 mV...

Und dazu noch einen Gain Error von -2.7 .. - 3.1 %. Damit braucht man 
noch einen Multiplexer und irgendetwas wie VREF/2 oder VREF * 0.96 zum 
Abgleich...

Differentiell ist der Offsetfehler aber maximal nur 110 uV.

von F. S. (de0_board)


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@Frank:

danke für Deine Antwort :)

Frank K. schrieb:
> PS: Was genau willst Du damit messen? Für welche Anwendung suchst Du?
> (WICHTIG)

Ich brauche das zum messen für Schwingungen, Dehnungen, Druck etc., aber 
eben dynamisch, also im Idealfall um die 500 Hz 
Abtastung...(Anforderungen)

@ernst oellers

danke für Deine Antwort ;)

ernst oellers schrieb:
> Kennst du den HX711? 24Bit ADC mit programmmierbarem Verstärker,
> ist
> allerdings kein Microcontroller sondern muss oer I2C an einen solchen
> angebunden werden. Wurde für die Verwendung mit Dehnungsmessstreifen /
> Kraftsensoren entwickelt. Bestücktes breakout board bei ibäh ca.6 - 10
> €.

Das ist eine gute, weitere Möglichkeit. Nein, kannte ich nicht. Aber 
ähnliche Anwendungen soll das Board mit den Sensoren eingesetzt werden.

@Mehmet Kendi:

auch Dir danke ich für Deine Antwort.

Mehmet Kendi schrieb:
> Wenn ich mich nicht falsch erinnere, hat der FRDM-K64F von
> Freescale
> 16-Bit ADC onChip.
> http://de.farnell.com/freescale-semiconductor/frdm...
>
> Farnell Best.Nr. 2406741
> Preis < 30 EUR
>
> Aber ob der im Gain einstellbar ist, entzieht sich meiner Kenntnis.

Dieses Board kannte ich noch nicht. Preislich ist das ganz gut, ich 
werde das auch in Betracht ziehen. Leider kann man den Gain nicht 
einstellen...

@Arc Net und Uwe Bonnes:

Danke euch beiden für eure Erfahrungen. Ich bin mir bei dem Board auch 
nicht mehr sicher.

Dieses Board zB würde das schaffen was ich bräuchte:

http://at.farnell.com/texas-instruments/msp-exp430fg4618/kit-experimenter-board-msp430fg4618/dp/1637362

Das hat 2 MCUs, die sich gegenseitig das geben, was ich bräuchte. 
Preislich halt etwas teuer, aber wenn man solche Anforderungen hat kann 
man auch nicht zaubern...ich werde nun aus den Vorschlägen hier mich mit 
meinen Betreuern zusammensetzen und wir werde das besprechen. Hat iwer 
vlt Erfahrungen mit dem MSP-EXP430FG4618 Board gemacht?

Danke auch allen!!

Glg F.S.

von Bernd N (Gast)


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MSP430F2013 bietet dir aber in der Realität auch nur 14 BIT, ein Blick 
ins Datenblatt ist hier vor dem Kauf zu empfehlen.

Anosnten verwende ein preiswertes Launchpad und steck mal einen 
MSP430F2013 darauf und teste den MC. Kostet dich keine 10 Euro. 16 BIT 
sind nicht immer 16 BIT.

von F. S. (de0_board)


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Hi Bernd,

Bernd N schrieb:
> MSP430F2013 bietet dir aber in der Realität auch nur 14 BIT, ein
> Blick
> ins Datenblatt ist hier vor dem Kauf zu empfehlen.

Naja, im Datenblatt steht: 16-Bit Sigma-Delta A/D Converter With 
Differential PGA Inputs and Internal Reference(MSP430F20x3). Fällt da 
der 2013er nicht hinein? Wo steht das mit den 14-bit??

MSP430F2013

: Bearbeitet durch User
von Arc N. (arc)


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F. S. schrieb:
> Naja, im Datenblatt steht: 16-Bit Sigma-Delta A/D Converter With
> Differential PGA Inputs and Internal Reference(MSP430F20x3). Fällt da
> der 2013er nicht hinein? Wo steht das mit den 14-bit??
>
> MSP430F2013

SD16_A, SINAD Performance: Im besten Fall 87 dB, im schlechtesten 52 dB
87 dB entsprechen (87 dB - 1.76 dB) / 6.02 ~ 14.16 Bit, 52 dB nur 8.34 
Bit.
Raus kommen da ENOBs = RMS Auflösung, rauschfrei dann u.U. noch weniger.
Hier im Forum gab's auch mal einige Threads zu dem Thema u.a.:
Beitrag "MSP SD_16 nur ein Marketing GAG ??"

von F. S. (de0_board)


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Arc Net schrieb:
> SD16_A, SINAD Performance: Im besten Fall 87 dB, im schlechtesten 52 dB
> 87 dB entsprechen (87 dB - 1.76 dB) / 6.02 ~ 14.16 Bit, 52 dB nur 8.34
> Bit.
> Raus kommen da ENOBs = RMS Auflösung, rauschfrei dann u.U. noch weniger.
> Hier im Forum gab's auch mal einige Threads zu dem Thema u.a.:
> Beitrag "MSP SD_16 nur ein Marketing GAG ??"

Ok, ich lese mir das in Ruhe durch.

Eine andere Frage zu dem msp430:

Im Datenblatt des MSP430xG461x steht auf Seite 49:

PARAMETER                    TEST CONDITIONS            MIN TYP MAX UNIT

RI Input MUX ON resistance | 0V ≤ VAx ≤ VAVCC VCC = 3 V |     2000 |  Ω

Meine Frage: Wie ist das zu verstehen? Ich muss ehrlich sagen, dass ich 
noch nie mit einem msp430 programmiert habe. Wie ist das? Sind die ADC 
Kanäle über einen Multiplexer verbunden? Iwie finde ich kein genaues BSP 
wie die Peripherie verbaut ist.

Auf der Homepage ist folgendes zu sehen:

http://www.ti.com/product/MSP430FG4616/description

aber wenn ich auf das Bild klicke, dann komme ich auf einer Seite wo 
"Medical Meters: Portable" draufsteht...

Wie hängen ADC Pin + Mux + Opamp zusammen? Ich weiß es ist eine blöde 
Frage, ich habe zwar in einem Manual:

http://www.bu.edu/eng/courses/ek307/documents/msp-ad-ref.pdf

gelesen, dass das mit dem SAMPCON und dem Ax zusammenhängt, aber ist das 
auf ALLE msp430 zu projizieren? Der MSP430FG4618 hat 12 ADCs...

lg

: Bearbeitet durch User
von Bernd N (Gast)


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>> Wo steht das mit den 14-bit??
Arc Net hat es dir ja erklärt. Es steht zwischen den Zeilen (wie bei 
anderen Herstellern auch). Bei dem F2013 habe ich allerdings sehr viel 
getestet und kann die 14 BIT bestätigen. Außerdem ist der 
Eingangsspannungsbereich extrem klein.

"Die MSP 430" gibt es nicht, schau dir die diversen Typen genau an also 
Referenz für den F2013 ist das entsprechende Datenblatt. Z.B. hat der 
F2013 keinen EingangsBuffer wie er bei anderen Typen dann wieder zu 
finden ist. Eingänge über MUX wie üblich.

Also noch einmal, les dich in das F2013 DB ein.

von Harald W. (wilhelms)


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Bernd N schrieb:

> MSP430F2013 bietet dir aber in der Realität auch nur 14 BIT,

Eigentlich trifft das auf fast alle AD-Wandler zu, das die
letzten 1...2 Bit nicht mehr genau sind. Deshalb ist es auch
ziemlich sinnlos, durch mehrfaches Aufsummieren eine höhere
Genauigkeit zu erzielen.
Gruss
Harald

von Arc N. (arc)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Bernd N schrieb:
>
>> MSP430F2013 bietet dir aber in der Realität auch nur 14 BIT,
>
> Eigentlich trifft das auf fast alle AD-Wandler zu, das die
> letzten 1...2 Bit nicht mehr genau sind. Deshalb ist es auch
> ziemlich sinnlos, durch mehrfaches Aufsummieren eine höhere
> Genauigkeit zu erzielen.

Kommt auf den AD-Wandler und die Fehler an. Wenn bspw. dessen 
Linearitätsfehler zu groß sind, dann z.T. ja. Ist das Ergebnis dagegen 
nur verrauscht, sieht es anders aus. TI hatte dazu selber mal einige ANs 
geschrieben (allerdings zu einem anderen ADC):
"Nonlinear Improvement of the MSP430 14-Bit ADC Characteristic"
http://www.ti.com/lit/an/slaa050/slaa050.pdf
"Additive Improvement of the MSP430 14-Bit ADC Characteristic"
http://www.ti.com/lit/an/slaa047/slaa047.pdf
oder allgemeiner bspw.
"A Digital Self-Calibration Algorithm for ADCs Based on Histogram Test 
Using Low-Linearity Input Signals"
http://class.ece.iastate.edu/vlsi2/docs/Papers%20Done/2005-05-ISCAS-LJ.pdf

von einGast (Gast)


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ich würde die Kinetis (Cortex M0 bzw. M4) von Freescale in Betracht 
ziehen. Die haben fast alle einen 16 Bit ADC, es gibt sie in fast allen 
Leistungsklassen (die K50 wurden schon erwähnt), und es gibt preiswerte 
"Freedom" boards für 10 - 20 Euro.

Das FRDM-KL25Z z.B. kann man u.a. mit dem mbed Compiler programmieren, 
es gibt massenhaft Libs und Beispielcodes dafür, oder auch mit den 
"grossen" IDEs oder dem neuen Kinetis Studio. Hat einen 16 Bit SAR-ADC, 
einen 12 bit DAC, aber keinen PGA (programmable gain amplifier). Da 
würde ich etwas externes nehmen, z.B. einen SPI (oder I2C) PGA von 
Analog Device, Microchip oder ä., beispielsweise einen MCP6S91-E/MS 
(>1Euro). Den DAC kann man prima zum Offset abgleich nehmen, was oft 
übersehen wird.

Der KL25 ist ein Cortex-M0, also eher stromsparend wie die MSP430. Nur 
billiger. Die M4 cortexe (K10, K20, etc) haben mehr Rechenleistung.

Wenn Du wirklich 14 bit netto analoge Auflösung willst, dann musst Du 
aber nicht nur auf die ADC Daten schauen. Bei den Stöhrungen auf einem 
Controller ist 14 bit netto mit einem On-Chip PGA sowieso utopisch. 16 
Bit Auflösung (netto) ist auch mit dem tollsten ADC nicht so einfach, 
und sicher kein Wochenend-Projekt.....

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