Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mikrocontrollerauswahl gut?


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von Johnny S. (sgt_johnny)


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Hallo,

Bei meinem anderen Hobby, der Gammaspektrometrie, habe ich festgestellt 
das die meisten hobbylösungen oftmals wirkliche Basteleien oder ein 
"Zusammenstecken von X Komponenten ist". Professionelle Ausrüstund ist 
fern der bezahlbaren Preise.

Nun möchte ich hier ein Gerät entwickeln, was alle benötigeten Teile 
behinahltet.

Da der Mikrocontroller eines der zentralen Bauteile ist, wollte ich 
meine Auswahl hier mal zeigen und wünsche um Bewertung / Nachbarkeit.


Ich habe den STM32F722RE gewählt. Dieser hat 216Mhz, 512kb Flash, 256k 
Ram.
Anbei ein Screenshot der Pin-Belegung welche ich mit STM32CUBE erstellt 
hat.


Der MCU soll folgende Aufgaben erledigen

- Programmierung des MCU via Serial Wire
- I2C Oled Display ansteuerung
- Hochspannungsmessung (mit vorgebauter Hardware)
- 3x Eingangssignal Messung mit internem ADC (zu hoche eingangsspannung)
- 1x DAC Ausgang um Hochspannung zu adjustieren
- 1x Rotary Encoder Auswertung inkl Button
- Auswertung von 3 SPI ADC's  (3 Eingangskanäle des Geräts)
- USB-Audiodevice zum ausgeben der gemessenen Spannung (kompatibilität 
zu Software)
- USB DFU (damit die User die Firmare einfach updaten könnten)
- 1x USART (per FT232 an PC) zum allfälligen Einstellen der Parameter
- SD-Karte mit WAV Datei beschreiben ("Standalone").
- Genügend Reserve GPIO

Was haltet ihr von der Auswahl, bzw kann mir jemand sagen ob der MCU von 
der Leistung reicht, oder ob man doch lieber etwas grösseres platzieren 
muss?



P.S. Mir geht es prinzipiell nur um die Beurteilung der Auswahl. Der 
Nutzen des Projekts muss nicht beurteilt werden. Mir ist bewusst das es 
diverse andere Lösungen gibt, ich möchte jedoch etwas entwicklen was für 
den Benutzer (welcher unter umständen keine Elektronikkentnisse hat) 
einfach bentuztbar ist, und vorallem an die verfügbaren Softwaren 
angeschlossen werden kann. Es ist sinnfrei ein tolles Gerät zu bauen, wo 
es keine Auswertsoftware auf dem PC dafür gibt. Ich möchte lediglich das 
Problem der "vielen" verbundenen Geräten lösen. Meine Lösung soll 
vorallem darin bestechen das es ein Gerät ist welches ein Gehäuse ist an 
dem der Detector, ein Netzeil und ein USB-Kabel angeschlossen wird. Im 
vergleich der aktuellen Geräte: HV-Quelle, Soundkarte, Preamp, 
Auswerteschaltung, ev. Filter etc.

von Forist (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Anbei ein Screenshot ...

von Johnny S. (sgt_johnny)


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von Niklas Gürtler (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> - 1x USART (per FT232 an PC) zum allfälligen Einstellen der Parameter

Mach das doch auch über USB. Du kannst das mit einem Composite Device 
parallel zum Audio Device laufen lassen. Wenn Control transfers für die 
Parameter reichen ist nichtmal das nötig. USB-UART ist halt auch wieder 
ne Krücke. Ist die PC Software Open Source? Dann würde ich die so 
umbauen dass die USB direkt anspricht und die Audio Sache ganz 
weglassen; ist im Endeffekt in Summe wahrscheinlich einfacher.

Der Controller ist wahrscheinlich ziemlicher Overkill, oder brauchst du 
die Rechenleistung? Bei Einzel Stücken macht das aber wohl kaum was aus 
wenn der ein paar Euro zu teuer ist. Du kannst nach Entwicklung eines 
Prototypen immer noch schauen ob ein kleinerer Controller reicht.

Weil du I2C brauchst ist es aber nicht verkehrt einen der neueren STM32 
(F3, F7, ...) zu nehmen; die alten haben so eine umständliche I2C 
Peripherie.

Möchtest du die SD Karte im SD bus Modus betreiben? Das ist schneller, 
schränkt aber die Auswahl des Controllers ein.

von Niklas Gürtler (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Bild

Du benutzt USB HS und USB FS gleichzeitig? Der USB HS Core kann ohne 
externen Transceiver nur FS. Das klingt unnötig kompliziert. Du 
betreibst die SD Karte im 1 Bit Modus? Reicht das? Du brauchst noch 
GPIO's für Card Detect und Power Enable der Karte.

von 123 (Gast)


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Ich würde dir empfehlen ein paar harte Zahlen zu aufzuschreiben. 
Insbesondere DAC und ADC haben Sampleraten und Auflösungen die es zu 
beachten gilt. Zwischen einem Wald- und Wiesen ADC mit 10k Samples und 
Hochgeschwindigkeits ADCs mit 100MSPS liegen riesige Welten. Genauso ob 
du 8bit oder 16 Bit Auflösung benötigst. Für eine langsame ADC reicht 
vielleicht ein 24MHz Controller während für schnelle ADCs vielleicht 
garkein Mikrocontroller mehr ausreicht.

Johnny S. schrieb:
> - USB-Audiodevice zum ausgeben der gemessenen Spannung (kompatibilität
> zu Software)
> - USB DFU (damit die User die Firmare einfach updaten könnten)
> - 1x USART (per FT232 an PC) zum allfälligen Einstellen der Parameter

Soll sich der Mikrocontroller als Audio-Quelle am PC melden?
Wieso noch einen extra FT232, wenn du sowieso schon USB-Treiber vom 
Mikrocontroller-Hersteller nehmen musst. Nahezu jeder Mikrocontroller 
kann als VCP (Virtual Com Port) gemeldet werden (genauso wie der FT232). 
Bei den Herstellern der Mikrocontroller-USB-Treiber ist halt immer das 
Problem, dass man die pflegen muss wenn eine neue Windows-Version o.Ä. 
kommt. Bei dem FT232 macht FTDI das für dich ... dafür bezahlst du aber 
auch einen stolzen Preis. Aber so wie ich das sehe musst du dich sowieso 
in die USB-Treiber-Sache einarbeiten wegen dem Audio.

Johnny S. schrieb:
> - SD-Karte mit WAV Datei beschreiben ("Standalone").

Samplerate / Auflösung ?
Prinzipiell kannst du davon ausgehen, dass bei einem STM32 dank DMA eher 
die SD-Karte der Flaschenhals sein wird. Dementsprechend würde ich die 
SD-Karte über das 4wire SDIO anbinden und nicht über as 1wire SDIO

von MaWin (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Was haltet ihr von der Auswahl

Dein Problem ist das USB Audiodevice. Der Rest ist Kinderkram und wird 
von jedem uC bewältigt.

Johnny S. schrieb:
> - 3x Eingangssignal Messung mit internem ADC
> - Auswertung von 3 SPI ADC's  (3 Eingangskanäle des Geräts)

Scheint mit doppelt, oder meinst du wirklich 6 Analogeingänge (7 mit 
Hochspannungsmessung)?

Wie schnell muss mit welcher Auflösung auf wie vielen Kanälen denn 
wirklich gemessen werden ?

Welcher Rechenaufwand ist nötig zwischen Anslogwerterfassung und 
Datenweitersendung (FFT) ?
Langsames Java-Programm oder schnelle Assemblerlösung ?

Auch

> - Programmierung des MCU via Serial Wire
> - USB-Audiodevice zum ausgeben der gemessenen Spannung (kompatibilität
> zu Software)
> - USB DFU (damit die User die Firmare einfach updaten könnten)
> - 1x USART (per FT232 an PC) zum allfälligen Einstellen der Parameter

sind insgesamt VIER Kommunikationskanäle, meinst du nicht, dass es 1er 
täte (highspeed USB serial), natürlich dann nicht mehr kompatibel mit 
der bunkigen Software.

von Falk B. (falk)


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@ Johnny S. (sgt_johnny)

>Bei meinem anderen Hobby, der Gammaspektrometrie,

Soso. Leute mit komischen Hobbys gibt's.

>Nun möchte ich hier ein Gerät entwickeln, was alle benötigeten Teile
>behinahltet.

jaja, dein allgemeine Bastelkompetenz hast du ja schon mehrfach unter 
Beweis gestellt.

>Ich habe den STM32F722RE gewählt. Dieser hat 216Mhz, 512kb Flash, 256k
>Ram.

Der reißt es bestimmt raus. Dickes Rohr an der Karre.

>- Programmierung des MCU via Serial Wire
>- I2C Oled Display ansteuerung
>- Hochspannungsmessung (mit vorgebauter Hardware)
>- 3x Eingangssignal Messung mit internem ADC (zu hoche eingangsspannung)
>- 1x DAC Ausgang um Hochspannung zu adjustieren
>- 1x Rotary Encoder Auswertung inkl Button
>- Auswertung von 3 SPI ADC's  (3 Eingangskanäle des Geräts)

Trivial, das kann jeder 8051 mit einer handvoll kB und wenigen MHz.

>- USB-Audiodevice zum ausgeben der gemessenen Spannung (kompatibilität
>zu Software)

Seit wann gibt man eine SPANNUNG über Audio aus?

>- USB DFU (damit die User die Firmare einfach updaten könnten)
>- 1x USART (per FT232 an PC) zum allfälligen Einstellen der Parameter
>- SD-Karte mit WAV Datei beschreiben ("Standalone").
>- Genügend Reserve GPIO

Trivial die 2.

>Was haltet ihr von der Auswahl, bzw kann mir jemand sagen ob der MCU von
>der Leistung reicht, oder ob man doch lieber etwas grösseres platzieren
>muss?

Jaja, der Gammespektroskopieexterte und so.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Seit wann gibt man eine SPANNUNG über Audio aus?

https://de.wikipedia.org/wiki/Theremin ;)

von Johannes S. (jojos)


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Und das Board willst du selber entwerfen? Für etwas Anspruchsvollere 
Sachen würde ich so ein Board nehmen:
https://m.de.aliexpress.com/item/32843484907.html
Und ein passendes TFT drauf stecken, das ermöglicht ein gutes GUI für 
wenig Geld.

von Uuuuuhhh. (Gast)


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Krass. Alles Erhaeltliche ist Abfall, resp krass ueberteuert. Ja, das 
kommt davon her, dass die erreichbaren Stueckzahlen marginal sind. 
Gammaspektroskopie ist nicht grad das 0815 Hobby. Bedeutet im 
Wesentlichen Stueckzahl = 1 plus ein Prototyp.
Die Spezifikationen besagen bisher gar nichts. Kann man mit einem 
Arduino machen.
Die Brauchbarkeit kommt mit der Bedienung. Also beginne mit der 
Bedienung aufgrund irgendwelcher simulierter, oder erfundener Messungen. 
Falls es denn Standalone mit Farbdisplay sein muss, muss ein 32bitter 
her, sonst nicht.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Johannes S. schrieb:
> https://m.de.aliexpress.com/item/32843484907.html
> Und ein passendes TFT drauf stecken, das ermöglicht ein gutes GUI für
> wenig Geld.

Das kriegt man in Form des STM32F7-Discovery auch schon fertig am 
Stück... Hat auch USB FS+HS, SD-Slot, viel Speicher. Leider nicht viele 
GPIO's und so richtig günstig ist's auch nicht.

Beitrag #5450655 wurde vom Autor gelöscht.
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Falk B. schrieb:
> Seit wann gibt man eine SPANNUNG über Audio aus?

Bei den aktuellen Geräten wird eine Soundkarte benötigt (was ja ein ADC 
ist). Am Signaleingang der Soundkarte befindedt sich ja ein 
Eingangssignal mit einer Spannung....


MaWin schrieb:
> Scheint mit doppelt, oder meinst du wirklich 6 Analogeingänge (7 mit
> Hochspannungsmessung)?

Also ich benötige den interenen ADC des MCU für die Messung der HV 
Spannung, um zu sehen welcher Wert eingestellt ist.

Über die SPI ADC's sollen die tatsächlichen Signale des Detektors 
gemessen werden. Da es 3 verschiedene Bauformen gibt, braucht es auch 3 
Kanäle/ADC, so dass man prinzipiell alle 3 Typen ohne Modifikation 
verbauen kann.

Ich will auch sicherlich von den interenn ADC's noch reserve um ev. 
andere sachen zu messen.

Die Sample-Rate der exterenen ADC's ist <1MSPS. Da Windows Audio eh nur 
bis 192kHz Audio unterstüzt, braucht es auch hintendran keinen 
schnelleren ADC.



123 schrieb:
> Soll sich der Mikrocontroller als Audio-Quelle am PC melden?
> Wieso noch einen extra FT232, wenn du sowieso schon USB-Treiber vom
> Mikrocontroller-Hersteller nehmen musst. Nahezu jeder Mikrocontroller
> kann als VCP (Virtual Com Port) gemeldet werden (genauso wie der FT232).
> Bei den Herstellern der Mikrocontroller-USB-Treiber ist halt immer das
> Problem, dass man die pflegen muss wenn eine neue Windows-Version o.Ä.
> kommt. Bei dem FT232 macht FTDI das für dich ... dafür bezahlst du aber
> auch einen stolzen Preis. Aber so wie ich das sehe musst du dich sowieso
> in die USB-Treiber-Sache einarbeiten wegen dem Audio.

Sicher? Ich habe mal gelesen das beim STM32 die Einstellung "Audio Class 
Device" eben genau keinen Treiber beraucht, da der normale 
Windows-Standart Treiber verwendet wird?
















Uuuuuhhh. schrieb:
> Krass. Alles Erhaeltliche ist Abfall, resp krass ueberteuert. Ja, das
> kommt davon her, dass die erreichbaren Stueckzahlen marginal sind.
> Gammaspektroskopie ist nicht grad das 0815 Hobby.

Klar, für eine Firma lohnt es sich kaum. Die bisher verfügbaren Geräte 
welche auch von Hobbyisten verkauft werden, setzen sich aber relativ gut 
ab. Vom GS1100A wurden mitlerweilen sicher weit über 100 verkauft.

http://www.gammaspectacular.com/gamma-spectroscopy/sound-card-spectrometry-drivers/gs-1100a

Und das ist nur die Auswerteeinheit. Dazu braucht es noch einen Laptop 
mit Audioeingang. Und meist haben PC's/Laptops keinen 192kHz 
Audio-Eingang, somit werden die Ergebnisse weniger berauschend. Eine 
192kHz Soundkarte kostet auch nochmal ein paar Euros.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Johannes S. schrieb:
> Und das Board willst du selber entwerfen? Für etwas Anspruchsvollere
> Sachen würde ich so ein Board nehmen:
> https://m.de.aliexpress.com/item/32843484907.html
> Und ein passendes TFT drauf stecken, das ermöglicht ein gutes GUI für
> wenig Geld.

Und dann? Muss ich trotzdem nochmal ein Board für die ADC's sowie das HV 
Netzteil entwerfen?...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Am Signaleingang der Soundkarte befindedt sich ja ein
> Eingangssignal mit einer Spannung....

Versteht das irgend jemand? Und was hat das mit einem USB Audio Device 
zu tun?

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Stefanus F. (stefanus)

>> Am Signaleingang der Soundkarte befindedt sich ja ein
>> Eingangssignal mit einer Spannung....

>Versteht das irgend jemand? Und was hat das mit einem USB Audio Device
>zu tun?

Die messen das Knacksen aus dem Gammadetektor mit dem Audioeingang. Und 
der OP glaubt, mit 192kHz/24 Bit irgendwelche Super-Duper Messungen 
machen zu können. Naja . . .

"For a simple source activity check, the audio signal can be played back 
through the speakers of your computer, and for more advanced research, 
the signal can be processed by smart software on your computer, to 
create spectacular professional quality graphic analysis, of nuclear 
gamma radiation energy."

Wer's glaubt wird seelig.

von Johannes S. (jojos)


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Johnny S. schrieb:
> Und dann? Muss ich trotzdem nochmal ein Board für die ADC's sowie das HV
> Netzteil entwerfen?...

Ja, man startet dann aber aber mit einem funktionierenden Prozessor + 
TFT + SDCard + USB und muss ‚nur‘ noch die Peripherie auf einem Board 
unterbringen. War nur ein Vorschlag, wenn du solche Boards fehlerfrei 
aus dem Ärmel schüttelst und Zeit keine Rolle spielt geht es 
wahrscheinlich auch mit der CPU die du ausgesucht hast. Lösungen die nur 
die Billigmodule zusammenstoppeln mag ich auch nicht, solche CPU Module 
finde ich aber schon praktisch. Vor allem bei Stückzahlen von 1.

von Andi (Gast)


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Wenn so ein Gammadetektor schon 1000$ und mehr kostet, spielt der Preis 
der Interface Elektronik keine so grosse Rolle mehr.

Wofür verwendet man denn diese Gammaspektrometrie im Hobbybereich? Was 
detektiert man damit und wozu ist das gut?
Wikipedia und die Hochschullinks die ich finde beschreiben zwar was da 
wie detektiert wird, aber nicht wozu man das brauchen kann.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Johnny S. schrieb:

> Ich habe den STM32F722RE gewählt. Dieser hat 216Mhz, 512kb Flash, 256k
> Ram.
> Anbei ein Screenshot der Pin-Belegung welche ich mit STM32CUBE erstellt
> hat.
>

Nimm doch gleich das 144pin NUCLEO-F746ZG Board das kostet bei Mouser 
knapp über 20€ hat einen ST-Link, USB, Ethernet. Der F746zg hat 1M Flash 
und 320k Ram.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Falk B. schrieb:
> @ Stefanus F. (stefanus)
>
>>> Am Signaleingang der Soundkarte befindedt sich ja ein
>>> Eingangssignal mit einer Spannung....
>
>>Versteht das irgend jemand? Und was hat das mit einem USB Audio Device
>>zu tun?
>
> Die messen das Knacksen aus dem Gammadetektor mit dem Audioeingang. Und
> der OP glaubt, mit 192kHz/24 Bit irgendwelche Super-Duper Messungen
> machen zu können. Naja . . .
>
> "For a simple source activity check, the audio signal can be played back
> through the speakers of your computer, and for more advanced research,
> the signal can be processed by smart software on your computer, to
> create spectacular professional quality graphic analysis, of nuclear
> gamma radiation energy."
>
> Wer's glaubt wird seelig.

Nunja, ein "Knacken" wird da nicht gemessen. Bei Scintilation-Detektoren 
flouresziert der Detektorkristall bei Eintreffen von Licht. Das Licht 
trifft auf einen Fotovervielfacher, an welchem dann ein Strom abfällt. 
Dieser Strom steht in Relation zur Energie welche den Kristall getroffen 
hat. Der Strom wird dann auf eine niedrige Spannung (0-1V) gewandelt 
welcher an die Soundkarte geliefert wird. Die Soundkarte dient hier nur 
als Signalerfassung - bzw. Oszilloskop.

Der STM32 soll nun als Audio-Class Device einen Mikrofoneingang 
"emulieren", also prinzipiell wird einfach nur das Messergebnis vom ADC 
an die Audioschnittstelle weitergegeben.


Zur Genauigkeit der Messung:

NaI(Ti) und CsI(Ti) Detektoren sind die einzigen die preislich 
(100-1500$ per Detektor) für Hobbyanwender erschwindlich sind, haben 
eine mögiche FWHM von 6% (NaI) und 5% (CsI). Also ist eine Elektronik 
welche in der Lage ist FWHM <5% zu erreichen, so oder so zweckfrei. Bei 
einem LaBr Detektor mit 2.5% FWHM sähe es anders aus. Aber so ein 
Kristall kostet schon 5k$...

Mein gebrauchter und einige Jahre alter NaI(Ti) Detektor liefert mit der 
aktuellen zusammensteck-Lösung  ganze 7% FWHM, also mehr als brauchbar. 
Mit einer höheren Samplerate von 192kHz und kürzeren Signalwegen holt 
man da nochmal was raus...

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Andi schrieb:
> Wenn so ein Gammadetektor schon 1000$ und mehr kostet, spielt der Preis
> der Interface Elektronik keine so grosse Rolle mehr.
>
> Wofür verwendet man denn diese Gammaspektrometrie im Hobbybereich? Was
> detektiert man damit und wozu ist das gut?
> Wikipedia und die Hochschullinks die ich finde beschreiben zwar was da
> wie detektiert wird, aber nicht wozu man das brauchen kann.

Das täuscht.. professionelle Auswertgeräte inkl. deren OEM Sofware 
übersteigen schnell mal 2k$ und sind auch nicht so einfach kaufbar. Und 
die aktuellen Hobbylösungen haben halt alle ihre problemchen. Desshalb 
möchte ich ja etwas besseres Entwickeln

Verwenden tut man das genau gleich wie auch die Profis. Der "Nutzen" von 
Hobbyanwendungen kann man immer in Frage stellen, da der Nutzen meist 
das Intresse des Menschen ist.

Gammaspektrometrie im Hobbybereich wird vorallem bei Mineralien, 
Objekten, und Experimenten (Neutronenaktiviation) angewendet.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Johnny S. schrieb:
> Mit einer höheren Samplerate von 192kHz und kürzeren Signalwegen holt
> man da nochmal was raus...

Schau dir mal dem ADS1675IPAG 4Msps 24bit Delta Sigma Wandler an.
Kostet netto 30€ evtl Sample bei TI.

Wenn es dir nur um die Sampling Frequenz geht und 12 Bit Auflösung 
reichen kannst du auch die 3 ADC vom STM interleaved benutzen und kommst 
dann in die gleiche Größenordnung

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@Johnny S. (sgt_johnny)

>Nunja, ein "Knacken" wird da nicht gemessen.

Das war umgangschsprachlich für einen wie auch immer geformten Puls.

> Bei Scintilation-Detektoren
>flouresziert der Detektorkristall bei Eintreffen von Licht.

Schon mal falsch, denn dann braucht man ja gar keinen Kristall. Sondern 
eher beim Einfall von Röntgen- bzw. hier Gammastrahlung. Der Kristal ist 
ein Konverter.

> Das Licht
>trifft auf einen Fotovervielfacher, an welchem dann ein Strom abfällt.

Schon wieder falsch. Strom fließt, Spannung fällt ab.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Der STM32 soll nun als Audio-Class Device einen Mikrofoneingang
> "emulieren", also prinzipiell wird einfach nur das Messergebnis
> vom ADC an die Audioschnittstelle weitergegeben.

Jetzt habe ich es verstanden.

von W.S. (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Nun möchte ich hier ein Gerät entwickeln, was alle benötigeten Teile
> behinahltet.
>
> Da der Mikrocontroller eines der zentralen Bauteile ist, wollte ich
> meine Auswahl hier mal zeigen und wünsche um Bewertung / Nachbarkeit.
>
> Ich habe den STM32F722RE gewählt. Dieser hat 216Mhz, 512kb Flash, 256k
> Ram.
> Anbei ein Screenshot der Pin-Belegung welche ich mit STM32CUBE erstellt
> hat.

Hä?

Du hast ne sehr eigentümliche Herangehensweise an solche Probleme.
Eigentlich sollte ich sagen, daß du das Pferd vom Schwanz her aufzäumst.

Johnny S. schrieb:
> Mir geht es prinzipiell nur um die Beurteilung der Auswahl.

Also dann mal los:
1. Kläre erstmal ab, was du da womit erfassen willst, denn 
"Gammaspektrometrie ist ein verdammt weites Feld. Also von wieviel eV 
bis wieviel eV willst du denn spektroskopieren? Und an was für 
Ereignisraten hast du eigentlich gedacht?
2. Kläre dann auf, was du für Detektoren vorsehen willst und mach dann 
dazu eine passende Elektronik.
3. Irgendwelche Signale zu samplen und dann mit einem Cortex M zu 
bearbeiten, halte ich für den völlig verkehrten Weg. Bau dir einen 
spektroskopischen Verstärker zu deinem Detektor und laß allenfalls die 
Grenzfrequenzen programmierbar sein. Das Thema hatten wir vor geraumer 
Zeit hier schon mal. Notfalls besorge dir den "Meiling" zum Nachlesen.
4. für den o.g. Verstärker brauchst du an dessen Ausgang ne S&H-Stufe 
und den im µC eingebauten ADC, für den Hausgebrauch reichen da 12 Bit 
aus. Die damit erfaßbare Ereignisrate dürfte für Hobby-Anwendungen 
völlig ausreichen, bei heutigen µC liegen die ADC-Raten ja im 1 MSPS 
Bereich und das ist schon heftiger Overkill, denn bei solchen 
Ereignisraten müßtest du mit nem Dosimeter herumlaufen und unter 
medizinischer Kontrolle stehen.

Also mach mal halblang.

Für deinen Detektor brauchst du ne Elektronik zur Versorgung, dann nen 
analogen Meßtrakt. Der Controller hätte eigentlich nur an beiden 
Elektroniken die diversen Einstellfunktionen wahrzunehmen und wenn's 
hoch kommt, eine Ergebnisrate von höchstens einigen Tausend Ereignissen 
/ Sekunde ins Digitale zu wandeln.

Falls du daraus ein Standalone-Gerät machen willst, käme ein Display und 
ein paar Knöpfe dazu, aber ein I2C OLED halte ich an dieser Stelle für 
Mumpitz. Für ne Grafik sollte es schon ein 480x272 TFT sein, natürlich 
aus dem µC mit Refresh versorgt. Sowas ist derzeit billig, siehe Pollin.

Und die entstehenden Datenraten (Textzeilen mit Datum und eV Wert) 
kriegst du bequem über ein USB-VCP.

So. Ohne Grafik und ohne SD-Karte würde für sowas selbst ein AVR 
ausreichen und wenn es Grafik und SD haben soll, reicht ein LPC2478, 
LPC17xx, LPC4088 oder so aus. Selbst ein PIC32 sollte das bringen, 
obwohl der ja keinen dedizierten TFT-Core beinhaltet.

W.S.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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W.S. schrieb:
> 1. Kläre erstmal ab, was du da womit erfassen willst, denn
> "Gammaspektrometrie ist ein verdammt weites Feld. Also von wieviel eV
> bis wieviel eV willst du denn spektroskopieren? Und an was für
> Ereignisraten hast du eigentlich gedacht?

Das gleiche was die aktuelle Lösung bringt. Also ca 0-3600keV. Ergbniss 
sollte gegen das physikalische Maximum des Detectors gehen (6% @ 
660keV). Zählraten von 5cps (im Bleischild) bis so 5000cps.


> 2. Kläre dann auf, was du für Detektoren vorsehen willst und mach dann
> dazu eine passende Elektronik.

3 Messeingänge

1.) Direkt gekoppelt (PMT gegen Erde, Puls= Abfall in der 
Versorgungsspannung)
2.) Nach dem PMT (Widerstand zwischen PMT Ausgang und Erde)
3.) Direkteingang, auf gut deutsch ein SMA-Stecker am ADC Eingang


> 3. Irgendwelche Signale zu samplen und dann mit einem Cortex M zu
> bearbeiten,
Die Signale werden nicht im ARM bearbeitet, der ARM dient -lediglich- 
als Soundkarte. Je nach parameter wird einer der drei Messeingänge mit 
einer Frequenz von 192kHz abgefragt und dessen Wert direkt als Signal 
(USB-Audio Class) dem PC übergeben.


> 4.bei heutigen µC liegen die ADC-Raten ja im 1 MSPS

Genau, da Windows Audio bei 192kHz eh Ende ist, braucht es auch keinen 
Schnellen ADC. Ich setze hierbei lieber auf einen langsamen mit 24bit 
Auflösung und grossem Eingangsbereich (nicht nur 1.3V wie bei einer 
Soundkarte).



> Und die entstehenden Datenraten (Textzeilen mit Datum und eV Wert)
> kriegst du bequem über ein USB-VCP.

Das mag sein. Nur ist mir keine Software bekannt welche sowas 
akzeptiert. Die PC-Software macht ja überhaupt die ganze wichtige 
Arbeit. Wenn man genügend Zeit, Programmier und Mathematikkenntnisse 
hat, kann man das ganze Spektrometer auch auf einem uC Programmieren... 
inkl Pulse rejection, Pulse shape setting, kalibrierung, linearisierung, 
etc etc. Das ist aber nicht das Ziel meiner Idee. Ich möchte eine 
All-in-One Spektrometriegerät bauen welches mit vorhandenen 
Software-Tools verwendet werden kann.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Johnny S. schrieb:
>> Und die entstehenden Datenraten (Textzeilen mit Datum und eV Wert)
>> kriegst du bequem über ein USB-VCP.
>
> Das mag sein. Nur ist mir keine Software bekannt welche sowas
> akzeptiert.

Gibt es die Software in Open Source? Die Software von Audio auf USB 
umzubauen ist vermutlich einfacher als USB-Audio auf dem uC umzusetzen. 
Als VCP würd ich's aber auch nicht machen, damit handelt man sich nur 
Probleme ein.

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