« OPENBDM用にボードをアレンジ | トップページ | タイマICでネギ振り »

2008年12月 7日 (日曜日)

FRマイコン基板と加速度センサモジュール

まず、カテゴリーにColdFireマイコンが入っていますがColdFire成分はほとんどありませんのでご了承を。いちおう伏線として、SilentCで作ってみたいアプリを1つ考えたので今回のネタと平行してやろうと思っています。

で、またFRマイコン基板なわけですが、今回秋月電子の加速度センサモジュールを入手したのでこれと接続したところなんか上手く行かない。

具体的には素の状態で3.3v駆動でX軸の出力が平常時約1.6vなのが、A/Dコンバータに繋いた状態だと0.4vくらいになってしまっている。

テスターで計測したら電流は40μA程度流れているようなので、その電圧降下によるもの?と思うのであるが、この加速度センサモジュールを使ったほかの事例をググってみると大抵直結で、10bitのA/Dコンバータで平常時500前後の値が取れていると言うような記述となっている(KXM52は0g状態で出力が電源電圧の1/2なので10bitのA/Dコンバータで基準電圧=電源電圧なら大抵500前後となるはず)。これってFRマイコン特有?それとも自分のボードが何かおかしい?

なんとなしにKXM52のデータシートを見ると、

出力段には32kの抵抗が接続されていて、負荷によってはオフセットとか感度とかに影響するかも。負荷抵抗を3.2M程度にするとそういった事象を回避できそう。

と言う記述もあるけど、これも関係しているのだろうか?確かに上記の電流と出力段に接続された抵抗による電圧降下を求めると

電圧降下=R*I=32kΩ*0.04mA=1.28v

でばっちりビンゴな感じ。うーん、やっぱりアンプかまさないとダメなのだろうか?こういうケースでプレーンに出力電圧をA/Dコンバータに入力したい場合の定番ってあるんでしょうか?詳しい方がいらっしゃいましたらフォローしていただけると幸いです。

|

« OPENBDM用にボードをアレンジ | トップページ | タイマICでネギ振り »

コメント

一晩あけてからの自己レス。

手元にあったトラ技2008年10月号の特集「マイコン周辺回路基礎からの学習」のP103とか、P266の「アナログ回路定石集」を見る限り、今回は「出力抵抗>入力抵抗」な状態の様で、OPアンプをかまさないとNGな状態の様です(今回、KXM52の出力抵抗32kΩはチップにビルトインなわけで、外しようが無い)。

P103の「丸2と丸3で記載した条件はマイコンのA/Dコンバータの場合は満たせない」と言うのは
「サンプルホールド回路用のコンデンサを充電する関係で電流を流さないわけには行かないから」と言うことで合っているかな?

でも、上記が正しいとするならPICとかに直結している事例で、上手く500前後で取れるのは何故だろう?基準電圧を下げている?入力抵抗が低い?それともKXM52の仕様が変わったとか?うーん、わからない。

投稿: nkgateway | 2008年12月 7日 (日曜日) 11時29分

「入力にアンプの付いたA/Dコンバータを使う。」

他には、

一般的な逐次比較型のA/Dコンバータの場合、電流入力が必要なのは、比較開始前に入力電圧を内部キャパシタにサンプリングする時だけだと理解しています。そのため、内部キャパシタに負けないぐらい大きなコンデンサを入力に付けてやると何とかなるかも。

ただし、センサ出力にとっては、コンデンサがローパス・フィルタになるので、レスポンスは落ちます。

デルタ・シグマ型の場合は、いつでもサンプリングしているから、アンプが必要になるでしょう。今回のように、定常的に電流が流れている入力の場合も同じですね。

出力インピーダンスが32kohmで、
入力インピーダンスが10kohm(0.4V/40uA)。
こりゃ、厳しそうだ。

投稿: のりたん | 2008年12月 7日 (日曜日) 11時30分

>のりたんさん
コメントありがとうございます。自己レスとほぼ同時刻でちょっとびっくりしました。
逐次比較型とΔΣ型の違いで対応策のある無しが異なるんですね。今回も勉強させていただきました。

ちなみにコメント直後、「KXM52 出力抵抗」でググったら以下のようなエントリを見つけました。
やっぱりアンプが必要な様ですね。あるいは80%もの誤差を許容してこのまま進めるか・・・。
うーん、思わぬ落とし穴。

加速度センサー自作構想事始め(4)
http://katsudon.blog.ocn.ne.jp/kaitekiron/2008/10/post_b300.html

さらにさっきの自分レスで「入力抵抗が低い?」は「入力抵抗が高い?」の間違いでした。

投稿: nkgateway | 2008年12月 7日 (日曜日) 11時56分

FRマイコン基板ではA/Dコンバータ端子に
10KΩの抵抗が外付けされているので
そのせいではないでしょうか

投稿: なしじ | 2008年12月 9日 (火曜日) 00時45分

>なしじさん
コメントありがとうございます。
のりたんさんのコメントにもあった、入力インピーダンスの10kΩが
まさにご指摘の抵抗(A/Dコンバータへの入力未接続時の
プルダウン用?)のようですね。
これを外せばいいのか?と言うのを次のエントリで書こうと
思っていました。
あまり基板に手は入れたくないなーと思っているので
実行するかどうかは未定です。

投稿: nkgateway | 2008年12月 9日 (火曜日) 21時20分

コメントを書く



(ウェブ上には掲載しません)




トラックバック

この記事のトラックバックURL:
http://app.cocolog-nifty.com/t/trackback/2790/43341766

この記事へのトラックバック一覧です: FRマイコン基板と加速度センサモジュール:

« OPENBDM用にボードをアレンジ | トップページ | タイマICでネギ振り »