Mikrokontroler z BT

[Kamool]

Zacznę od małego wprowadzenia - pracuję nad elektronicznym dodatkiem do motocykla. Chciałbym zbudować takie urządzenie a potem wprowadzić na rynek. W założeniu ma być ustawiane przez telefon po BT, więc do tej pory myślałem, że wykorzystam ESP32 - WROOM. Wszystko pięknie, ładnie, aplikacja napisana, na telefon też, płytka zrobiona, spinam wszystko, podpinam pod motocykl a tu zonk. Działa, ale tylko chwilę... Szybka diagnoza i wyszło na to, że stabilizator napięcia AMS1117-3.3 się przegrzewa - w sumie nie ma się co dziwić. Zamiast niego wrzuciłem przetwornicę, taką:

Przetwornica, tylko na 3.3V.

I wszystko chodzi, nic się nie przegrzewa, całość działa stabilnie. Tylko mam pewne obawy co do tej przetwornicy, z uwagi na cewkę. Boję się, że jak puszczę to w świat to nie zawsze może działać jak potrzeba przez zakłócenia w motocyklu. Ogólnie to zasilam to z 14.8V z cewek zapłonowych. Czy moje obawy są słuszne? Czy jednak wszystko będzie ok i mogę spokojnie pakować taką przetwornicę?

Wiem, że mógłbym np zbić pierwsze napięcie do 9V, a potem do 3.3V, ale jednak to nie jest rozwiązanie - według mnie to niepotrzebnie zwiększy ilość elementów na płytce.

Jeśli jednak moje obawy są słuszne to szukam mikrokontrolera i tutaj zaczynają się schody. Ogólnie to największymi zaletami ESP32 dla mnie były: możliwość programowania w Arduino IDE(jestem początkujący w mikrokontrolerach, więc nie znam innych języków), BT, EEPROM, ADC 12-bitowy, obecność DAC (wykorzystywany do ustawiania punktu zerowego w wzmacniaczu instrumentalnym).

Wiem, że pewnie czegoś co będzie spełniało te kryteria nie znajdę, ale może ktoś będzie miał takie propozycje. Ogólnie to mógłbym zejść z rozdzielczością ADC do 10 bitów, ale wiadomo - im więcej tym lepiej 🙂 Ponadto z DAC też mógłbym zrezygnować i zerowanie ogarnąć programowo, ale on mi to ułatwiał. Więc... Czy ma ktoś w głowie mikrokontroler który pozwoli mi na zrobienie tego projektu?

Edytowano Grudzień 23, 2018 przez Kamool

[Elvis]

Skoro jak napisałeś planujesz urządzenie wprowadzić na rynek, to na pewno wiesz, że konieczne jest nadanie znaku CE. Musisz więc wiedzieć, z którą dyrektywą unijną będziesz wykazywał zgodność oraz które normy zharmonizowane znajdą zastosowanie. Nie znam się na elektronice motoryzacyjnej, ale zakładam że podobnie jak w przypadku norm dla urządzeń medycznych znajdziesz normę określającą wymagania odnośnie zasilania, ochrony użytkownika oraz zgodności elektormagnetycznej. Dalej już łatwo, wystarczy upewnić się że to co konstruujesz wszystkie normy spełnia, zapłacić za badania i gotowe. Ale jeśli myślisz że najtańsze, chińskie przetwornice spełniają wymogi norm dla elektroniki motoryzacyjnej to obawiam się, że możesz się rozczarować.

[Matthew11]

Zainteresuj się tą serią, powinieneś znaleźć tam garść informacji: 

Zainteresuj się też izolacją galwaniczną mikrokontrolera od świata zewnętrznego - przetwornice izolowane DC/DC, optoizolacja na piny cyfrowe, przetworniki ADC/DAC na zewnętrznych układach a komunikacja z nimi np. po SPI (też izolowana za pomocą np. optoizolatorów cyfrowych) + zabezpieczenia przed ESD.

Zajmie to oczywiście więcej miejsca na płytce ale zdecydowanie wpłynie na żywotność twojego układu.

 

[Kamool]

Przetwornica izolowana to bardzo fajny pomysł, dziękuję 🙂 Zastosuję i zobaczę jak to będzie 🙂

A wyizolowane jest moim zdaniem tam gdzie trzeba - mosfet sterujący zapłonem jest sterowany przez mikrokontroler za pomocą optoizolatora, zamiast tranzystora, a czy jest sens izolować wzmacniacz instrumentalny? Skoro on jest zasilany z przetwornicy, i on odczytuje napięcie z mostka tensometrycznego, gdzie wykorzystywane jest tylko jeden tensometr - na zewnątrz, przewody w ekranie. 

 

W kwestii zabezpieczenia ESD dać pomiędzy przewodem zasilającym cewki a przetwornicą (bo z cewek zasilam układ) transil? Tak samo za przetwornicą?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Matthew11]

Izolacja wzmacniacza instrumentalnego raczej nie jest konieczna, najistotniejsze jest odcięcie się od zakłóceń zasilania (moim zdaniem). W kwesti anty ESD to najlepiej wszędzie tam gdzie układ jest "wystawiony na zewnątrz". Czyli przy złączu przed przetwornicą jest jak najbardziej wskazane. Fajnie też dodać zabezpieczenia przed podpięciem zasilania w odwrotnej polaryzacji (i jakiś bezpiecznik). 

[Kamool]

Okej, tylko mam jeszcze pytanie na temat działania takiej przetwornicy izolowanej. Na Vin+ i Vin- podłączam wiadomo - 12V z cewek zapłonowych i masę motocykla. I wtedy mam jeszcze Vout+ i Vout-. Wtedy Vout- traktuję jako nową masę i podłączam po prostu do GND w ESP32, GND in-ampa itd? W żaden sposób nie łączę tego z GND wyprowadzonym na zewnątrz? 

Ponadto czy taka przetwornica może w znaczący sposób wpłynąć na pracę BT w ESP32? Pytam pod kątem dyrektywy RED.

Zabezpieczenie przed podpięciem w odwrotnej polaryzacji raczej nie potrzebne, bo układ będzie dostarczany z gotową wiązką pod dany motocykl. Bezpiecznik oczywiście też jest przewidziany 🙂

Myślałem jeszcze o założeniu ferrytu na przewód który idzie do tensometru. Tylko o założeniu go w okolicy pudełka z mikrokontrolerem, aby trochę to ochronić przed zakłóceniami z zewnątrz (maszty radiowe itd). Co o tym myślicie?

 

[Matthew11]

Są dwa rodzaje przetwornic pod względem ich wyjścia, mogą być z wyjściem symetrycznym (-3.3 <-> +3.3) lub single ended (0 <-> 3.3V). W obu przypadkach mowa o Vout+ Vout- zadbaj żeby mieć wersję single ended. Wtedy jest tak jak napisałeś.

Natomiast w żadnym wypadku w tej sytuacji nie łączysz mas za i przed przetwornicą bo wtedy twoja izolacja galwaniczna przestaje istnieć.

[Kamool]

Tak zrobię 🙂 

A jak z resztą pytań? Ktoś pomoże?