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eigenbau:amrsensor:start [2019/07/11 13:12] – created mquensen | eigenbau:amrsensor:start [2019/07/22 15:25] – [Meckerliste] mquensen | ||
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Line 8: | Line 8: | ||
==== Funktion ==== | ==== Funktion ==== | ||
- | Ein Magnetfeldsensor für eine Achse. Geeignet für Magnetstärken | + | Ein Magnetfeldsensor für eine Achse. Geeignet für Magnetfeldstärken |
- | Der eigentliche Sensor ist auf einer kleinen Sensor-Platine platziert, welche an einem 9 Pin SubD Kabel hängt. | + | Der eigentliche Sensor ist auf einer kleinen Sensor-Platine platziert, welche an einem 9 Pin SubD Kabel angelötet wird. |
/* Ausführlichere Beschreibung: | /* Ausführlichere Beschreibung: | ||
Line 18: | Line 18: | ||
==== Performance ==== | ==== Performance ==== | ||
- | Noch zu messen | + | Für f>100 Hz ergibt sich rechnerisch ein Rauschen von -121 dBV/sqrt(Hz) bei einer Sensibilität von 0.53 V/G. Ein eventueller Filter oder eine anders gewälte Verstärkung verändern dies natürlich! |
+ | |||
+ | Die Bandbreite wurde noch nicht gemessen. FIXME | ||
/*==== Datum ====*/ | /*==== Datum ====*/ | ||
Line 24: | Line 26: | ||
==== Status ==== | ==== Status ==== | ||
- | FIXME /* reine Idee / Prototyp / fertig zur Massenproduktion ... */ | + | FIXME |
- | Aufwand für Nachbau: FIXME | + | |
==== Entwickler ==== | ==== Entwickler ==== | ||
- | Martin Quensen, quensen@iqo.uni-hannover.de | + | Martin Quensen, quensen@iqo.uni-hannover.de |
/*==== Anwender ====*/ | /*==== Anwender ====*/ | ||
Line 34: | Line 35: | ||
==== Schaltungsprinzip ==== | ==== Schaltungsprinzip ==== | ||
- | Der eigentliche | + | Der eigentliche |
Das Signal wird als Spannung zwischen zwei Pins abgelesen und in einen rauscharmen Istrumentenverstärker gegeben. | Das Signal wird als Spannung zwischen zwei Pins abgelesen und in einen rauscharmen Istrumentenverstärker gegeben. | ||
- | Die Platine stellt außerdem ein TTL-schaltbaren " | + | Die Platine stellt außerdem ein TTL-schaltbaren " |
+ | |||
+ | Eine im AMR-Chip vorhandene Test-Spule kann durch einen PSK-2Pin Stecker angesteuert werden, falls für Testzwecke gewünscht. | ||
==== Schaltplan ==== | ==== Schaltplan ==== | ||
* Der {{ : | * Der {{ : | ||
- | * Die Source des Schaltplans ist auf der [[: | + | * Die Source des Schaltplans ist auf der [[: |
==== Layout ==== | ==== Layout ==== | ||
Line 48: | Line 51: | ||
* Abmessungen der Sensor-Platine: | * Abmessungen der Sensor-Platine: | ||
* Versorgung: +/- 18 V (um 15 V selbst bereitzustellen) oder direkt +/- 15 V | * Versorgung: +/- 18 V (um 15 V selbst bereitzustellen) oder direkt +/- 15 V | ||
+ | * 2. Vorsorgung: +5V (Zur Versorgung der Primärseite eines Optokoplers) | ||
* Ausgang: 2x BNC (mit optionalen Filtern) | * Ausgang: 2x BNC (mit optionalen Filtern) | ||
* Der Bestückungsdruck: | * Der Bestückungsdruck: | ||
* Die Bestückungsliste: | * Die Bestückungsliste: | ||
* Die {{ : | * Die {{ : | ||
- | * Die Source des Layouts im pcb-Format liegt auf der [[: | + | * Die Source des Layouts im pcb-Format liegt auf der [[: |
/* Das Layout als gerenderter Export vom EDA-Programm | /* Das Layout als gerenderter Export vom EDA-Programm | ||
Line 61: | Line 65: | ||
" | " | ||
- | Kann aber auch als anstelle der 2. PID Platine | + | Kann aber auch anstelle der 2. PID Platine |
- | /* Welche Kiste mit kurzer Begründung, | ||
/* | /* | ||
* Die Source der Konstruktionszeichnung liegt auf der [[: | * Die Source der Konstruktionszeichnung liegt auf der [[: | ||
Line 70: | Line 74: | ||
==== Test ==== | ==== Test ==== | ||
- | <note important> | + | |
+ | === Jumper === | ||
+ | * J2 und J3: interne oder externe +/- 15 V Versorgung | ||
+ | * 3J1: aktiviere/überbrücke den optionalen output-Filter-1, | ||
+ | | ||
+ | * J1: Verbindet die Abschirmung des Sensor-Kabels mit GND. | ||
+ | * J4: Verbindet GND und den Metall-Block (und damit das Gehäuse) | ||
+ | |||
+ | J1 und J4 sollten | ||
+ | |||
+ | Teste zuerst die Hauptplatine ohne angeschlossene Sensor-Platine. | ||
+ | |||
+ | === Versorgung === | ||
+ | Entferne J2 und J3. Schließe an CONN3 +/- 18 V an. | ||
+ | * An Spannungsreglern 1U1 und 1U2 sollten +18 V bzw. -18 V anliegen und sie sollten +15 V bzw - 15V ausgeben. | ||
+ | * Der gesamte Stromverbraucht sollte nicht mehr als 3 mA betragen. Allerdings laden sich anfangs die Elkos auf; wahrenddessen kann ein deutlich höherer Strom fließen. | ||
+ | |||
+ | Setzte nun J2 und J3. | ||
+ | * 1U1 und 1U2 sollten weiterhin +/- 15 V bereitstellen. | ||
+ | * Insgesamt sollten ca. 50 mA fließen. | ||
+ | * Alle OPs auf der Hauptplatine sollten mit +/- 15 V versorgt sein. | ||
+ | * An 1C11 und 1C18 sollten jeweils 5 V anliegen. | ||
+ | |||
+ | Schließe an CONN7 eine externe Versorgung von +5 V an. | ||
+ | * Zwischen den Beinchen von 2S1 sollten ca.4V anliegen (bzw. 0 V wenn der Taster betätigt ist). Ca. 1 V fällt an Pins 1 und 2 des Optokopplers ab. | ||
+ | |||
+ | === Flip-Strom === | ||
+ | * An Pins 3 und 4 des Optokopplers 2U1 sollte zunächst keine Spannung anliegen (weniger als 1V). Der Widerstandswert des MOSFETS 2Q1 (zwischen D und S) sollte " | ||
+ | * Betätige nun den Taster 2S1. An Pins 3 und 4 des Optokopplers 2U1 sollten nun ca. 8.8 V anliegen. Der Widerstandswert des MOSFETS 2Q1 (zwischen D und S) sollte 0 Ohm sein. | ||
+ | * Schließe an CONN1 Pins 4 und 8 ein Amperemeter an. Aktiviere den Flip-Strom (mit Taster 2S1 und TTL Eingang CONN8). Es sollten ca. 145 mA fließen. Bei ausgeschaltetem Taster/TTL Signal sollte kein Strom fließen! | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Sensor-Platine === | ||
+ | Schließe nun die Sensor-Platine an. Setzte 3J2. | ||
+ | |||
+ | * Überprüfe die Stromversorgung der beiden ICs (+5V am AMR sensor und +/- 5 V am Instrumentenverstärker) | ||
+ | * An 3J2 sollte eine magnetfeldabhängige Spannung im Bereich weiniger Volt anliegen (das Signal ist hier noch floating) | ||
+ | * Zwischen 3J1 und Masse sollte dasselbe Signal anliegen. | ||
+ | * An 2R1 sollte zunächst keine Spannung abfallen. Wenn der Taster 2S1 betätigt wird oder an CONN8 ein hohes TTL Signal anliegt sollte ca. 145mA*100Ohm=14.5V | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Messungen mit Osci === | ||
+ | Schließe eine Osci-Messspitze an. Hat die Platine eine definierte Beziehung zu Schutzerde? Falls ja, ist das Osci ground-free ? | ||
+ | | ||
+ | * Stell sicher, dass die +/- 5 V Versorgung keine Schwingungen aufweist. | ||
+ | |||
+ | Schließe das Osci an CONN4 an. Verwende 3J1 um den optionalen Filter zu benutzen/ | ||
+ | * Es sollte das magnetfeldabhängige Signal zu sehen sein. | ||
+ | * Es kann eine 50 Hz Schwingung zu sehen sein. Das ist höchstwahrscheinlich das reale Magnetfeld im Raum. In der Nähe von schlechten Schaltnetzteilen ist diese Störung besonders groß. | ||
+ | * Falls vorhanden, stecke den Sensor in eine Zero-Gauss-Kammer. Das Signal sollte nun keine Schwingungen aufweisen. | ||
+ | * Es wurde eine ca. 20mVpp Schwingung mit bei ca. 2.5 MHz beobachtet. Ursache noch unbekannt. Sollte per Tiefpass herausgefiltert werden. | ||
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+ | |||
+ | === Messungen mit einem Spektrum.Analyzer === | ||
+ | Überprüfe das Folgende: | ||
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+ | *Für Frequenzen f>100 Hz sollte das Rauschen auf der +5 V Versorgung kleiner sein als -110 dBV/ | ||
+ | * Falls vorhanden, stecke des Sensor in eine Zero-Gauss-Kammer. Das Signal sollte nun keine Schwingungen aufweisen und einigermaßen rauscharm sein (für f>100 Hz ergibt sich rechnerisch -121 dBV/ | ||
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==== Bedienung ==== | ==== Bedienung ==== | ||
- | <note important> | + | FIXME /* Was beim Einsatz zu beachten ist. Eventuell mit Anweisung zur Inbetriebnahme. */ |
==== Bilder ==== | ==== Bilder ==== | ||
Line 96: | Line 173: | ||
==== Meckerliste ==== | ==== Meckerliste ==== | ||
Was für die nächste Version zu tun ist: (:no:: verworfen, :Ok:: in Arbeit, :ok:: im Schaltplan, aber noch nicht im Layout, :OK:: erledigt) | Was für die nächste Version zu tun ist: (:no:: verworfen, :Ok:: in Arbeit, :ok:: im Schaltplan, aber noch nicht im Layout, :OK:: erledigt) | ||
- | * Abknickkante für die Sensor-Zunge | + | * Abknickkante für die Sensor-Zunge |
+ | * 1U4 kann die kapazitive Last des Kabels nicht vertragen. Er ist zu ersetzten durch einen anderen OP, z.B. TLE2141 | ||
+ | * Ebenso kann der Instrumentenverstärker auf der Sensor-Platine die Kapazität des Kabeln nicht vertragen. Man kann z.B. einen 50 Ohm Widerstand zwischen seinem output und PAD4 einbringen. | ||