ESP32 АЦП. Шум и мультисемплирование.

[Madcap]

Доброго времени суток!

Суть задачи: esp32 управляет напряжением DC-DC, а также мониторит выходное напряжение (Умное зарядное устройство). Данные выводятся на дисплей. 

Проблема: Как известно, АЦП на есп32 имеет недостаток в виде значительного дрейфа значений во время измерений. В документации рекомендуется использовать конденсатор на 0.1мкФ и мультисемплирование для борьбы с шумами. Но в данном случае возникает deadlock. При подключении нагрузки 4А dc-dc начинает шуметь на 160мВ. Если использовать мультивыборку, есп32 успевает пропрыгать по пикам шумов(я так это понимаю) и исказить выходное напряжение на +3-4 вольта. То есть без нагрузки схема работает удовлитворительно, но при подключении нагрузки отображаемое напряжение вырастает на несколько ложных вольт при настоящих 20 вольтах. Чем больше нагрузка, тем больше отклонение измерений. При этом осцилограф и вольтметр корректно фиксируют незначительную просадку выходного напряжения. Делитель 10к:1к. esp32 питается от отдельного dc-dc, на котором напряжение всегда стабильное.

Если использовать единичную выборку, ситуация улучшается. Но показания прыгают +-2В из-за шумов на АЦП с нагрузкой и +-1 без нагрузки, что тоже не вариант.

Есть идеи, что можно предпринять в данном случае? Может быть есть лучше схема для фильтрации помех? Я не силен в таких материях.

esp32 менять не вариант. Внешний АЦП это очевидный ответ, но во-первых не факт, что проблема исчезнет, во-вторых хотелось бы решить задачу силами микроконтроллера. Допустимое отклонение измерений 0.5в.

Изменено 30 января пользователем Madcap

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[ChePay]

A ecли запитать ESP32 от отдельного изолированного источника питания?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Гость Том]

1 час назад, ChePay сказал:

A ecли запитать ESP32 от отдельного изолированного источника питания?

сложно, он землю не там берёт, земля нагрузки - там.

[Реклама]

Особенности хранения литиевых аккумуляторов и батареек

Потеря емкости аккумулятора напрямую зависит от условий хранения и эксплуатации. При неправильном хранении даже самый лучший литиевый источник тока с превосходными характеристиками может не оправдать ожиданий. Технология, основанная на рекомендациях таких известных производителей литиевых источников тока, как компании FANSO и EVE Energy, поможет организовать правильный процесс хранения батареек и аккумуляторов. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Madcap]

12 часов назад, Гость Том сказал:

он землю не там берёт

Косяк схемы. Земля для всех модулей общая. 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[BARS_]

14 часов назад, Madcap сказал:

Если использовать единичную выборку, ситуация улучшается. Но показания прыгают +-2В из-за шумов на АЦП с нагрузкой и +-1 без нагрузки, что тоже не вариант.

А что осцилл показывает при этом?

[Madcap]

14 часов назад, ChePay сказал:

A ecли запитать ESP32 от отдельного изолированного источника питания?

Проверил, это помогает. Показания вырастают на ~ +0.2В что уже в пределах допустимого. Вот только не получится добавить отдельное питание в проект. Потому что предполагается подключение зарядного устройства как к сети, так и автомобильным акумам 12/24в.

1 минуту назад, BARS_ сказал:

А что осцилл показывает

На выходе показывает просадку напряжения на 0.2в и нарастание высокочастотного шума до 160мВ. После делителя шум ослаблен, но не в 10 раз. Вероятно наводится на провода соединяющие выход и МК.

[BARS_]

Судя по симптомам, где-то неправильно сделана земля, в итоге земля нагрузки уплывает относительно земли АЦП

[Madcap]

10 минут назад, BARS_ сказал:

Судя по симптомам, где-то неправильно сделана земля

Спасибо! Прокинул дополнительний короткий провод от выхода питания к МК и проблема почти полностью исчезла. У меня на самом деле земля МК была очень далеко, если смотреть по длине проводников, от земли выхода, из-за разных питающих DC-DC. 

[ChePay]

2 часа назад, Madcap сказал:

Вот только не получится добавить отдельное питание в проект.

Почему? Вот же есть изолированные модули, например: 

[We Are]

Про то, что питание самой ESP надо стабилизировать, поставить там конденсатор какой-нибудь, желательно большой электролит + керамику, что надо разобраться с опорным напряжением, чтобы оно не менялось, что ADC в принципе неидеален и желательно бы там делать N-выборку с медианным значением - ну это вы знаете конечно...

[BARS_]

11 часов назад, We Are сказал:

Про то, что питание самой ESP надо стабилизировать, поставить там конденсатор какой-нибудь, желательно большой электролит + керамику,

А про то, что писать ради писанины не стоит, вы знаете, конечно?

[We Are]

3 hours ago, BARS_ said:

А про то, что писать ради писанины не стоит, вы знаете, конечно?

Это была подсказка, и не вам.

[BARS_]

21 минуту назад, We Are сказал:

Это была подсказка

Автор проблему решил, если что