پروژه سلف سنج دقیق و ارزان با STM8

[HS1386]

با سلام و خسته نباشید خدمت دوستان ،
مدتی قبل برای انجام یکسری پروژه ها (سویچینگ و مخابراتی) نیاز به دستگاه سلف سنج داشتم ، تصمیم گرفتم یکی از پروژه های آماده سلف سنج موجود در اینترنت رو انتخاب کنم و شروع به ساختن کنم.
مقداری که گشتم ،متوجه شدم اکثر مدارات سلف سنج موجود در اینترنت یا اصلا دقیق نیستن ، یا از میکروکنترلر های کمیاب ، قدیمی و گران استفاده کردن.
بی خیال مدارات موجود در اینترنت شدم و خودم شروع به طراحی و برنامه نویسی یک سلف سنج ارزان و دقیق با میکروکنترلر STM8 کردم.
چند روز قبل مراحل برنامه نویسی تمام شد و مدار رو روی برد بورد بستم ، از یکی از آشنا ها LCR متر Hantek 1832C قرض گرفتم و چند تا سلف رو با مدار خودم و LCR متر آزمایش کردم ، با وجود اینکه برد بورد وسیله خوبی برای آزمایش مدارات فرکانسی و رزونانسی نیست ، اما نتایج بسیار رضایت بخش بودن و مقادیر اندازه گیری شده یا اختلافی نداشتن ، یا اختلاف بسیار کم بود.
در نهایت با وجود زحماتی که انجام این پروژه داشت ، تصمیم گرفتم که کلیه فایل های مورد نیاز برای ساخت این پروژه ( اعم از شماتیک و PCB و فایل هگز ) رو به صورت رایگان و عمومی در گیت هاب منتشر کنم تا مورد استفاده دیگران هم قرار بگیره.
لینک پروژه در گیت هاب :

https://github.com/Electronic-6502/S8ARIM/tree/main

در صورتی که در مورد این پروژه پرسش یا نظری داشتید ، یا اینکه در مراحل ساخت به مشکل خوردید ، میتونید همینجا و در این تاپیک مطرح کنید.

[HS1386]

اسم پروژه رو S8ARIM انتخاب کردم که مخفف STM8 AutoRange Inductance Meter هست.

مشخصات فنی :
اندازه گیری سلف از 0.01 میکروهانری تا 999 هانری
ولتاژ کاری 3 تا 5 ولت DC
جریان مصرفی زیر 40 میلی آمپر
نرخ نمونه برداری 3 نمونه بر ثانیه برای سلف های کوچکتر از 500میلی هانری و 1 نمونه بر ثانیه برای سلف های بالاتر از 500 میلی هانری

کالیبره کردن : کالیبره کردن این مدار بسیار ساده هست ، کافیه پراب های Lx رو به هم وصل کنید و دکمه وصل برد رو فشار بدید. بعد از ساخت ،شاید فقط 1 بار نیاز به کالیبره کردن داشته باشید و دفعات بعدی نیازی به کالیبره کردن نیست ، چون مقادیر داخل حافظه EEPROM داخلی میکروکنترلر ذخیره میشن.

نکات مهم :
- مقاومت ها و خازن های کم ظرفیت از نوع SMD هستن ، اما از پکیج 1206 هستن که لحیم کاریشون با هویه معمولی هم ممکن باشه.
- کریستال و خازن های 22 پیکوفارادی متصل ، قطعات اختیاری هستن و در صورت استفاده کردن میتونه باعث افزایش دقت دستگاه بشه. برنامه میکروکنترلر رو طوری نوشتم که در هربار روشن شدن ، وجود کریستال خارجی رو بررسی کنه و در صورت وجود داشتن کریستال ، منبع کلاک رو از نوسان ساز داخلی به کریستال خارجی منتقل کنه. در صورت نبود کریستال هم منبع کلاک روی نوسان ساز داخلی میمونه.
- مهم ترین قطعه که تقریبا 90 درصد دقت مدار بهش وابسته هست ، خازن C3 هست که اکیدا توصیه میکنم که از نوع MKT یا پلی استر و با تلرانس 5 درصد یا کمتر باشه.
اگر تونستید خازن سیلور میکا با ظرفیت نامی پیدا کنید ، بهترین گزینه هست.
- کانکنور J1 برای تغذیه مدار و J2 هم کانکتور Lx برای اندازه گیری سلف مورد نظر هست.
- کانکتور J3 برای پروگرام کردن میکروکنترلر STM8S003F3P6 موجود روی برد استفاده میشه ، در صورتی که فریمور جدید منتشر کنم ، میتونه برای بروزرسانی فریمور استفاده بشه.
- در صفحه گیتهاب ، در داخل پوشه Hardware فایل PDF به نام S8ARIM_Print_Full برای چاپ PCB به روش اتو یا محلول چاپ موجود هست. پیشنهاد میکنم فایل بدون پسوند Global رو چاپ کنید.
- لیست قطعات داخل پوشه Documents موجود هست.
- فایل Hex میکروکنترلر داخل پوشه Source -> Compiled_Hex موجود هست.
- شماتیک و PCB این پروژه رو با نرم افزار KiCad طراحی کردم ، پس درخواست فایل Altium برد بی معنی هست. در عوض فایل Gerber در همون پوشه موجود هست.
- کامپایلر مورد استفاده من برای این پروژه ، SDCC هست. به همین دلیل موقع کامپایل فایل سورس با کامپایلر Cosmic با ارور های زیادی مواجه میشید.

[nimdar]

درود
از زحماتی که متقبل شدید و آنرا در اختیار عموم قرار دادید تشکر میکنم امیدوارم که این پروژه را بسط داده به یک تستر قطعات الکترونیکی تبدیل نمایید.

[HS1386]

درود
از زحماتی که متقبل شدید و آنرا در اختیار عموم قرار دادید تشکر میکنم امیدوارم که این پروژه را بسط داده به یک تستر قطعات الکترونیکی تبدیل نمایید.

با تشکر از بیان نظرتون،
بله توسعه پروژه از اهداف در آینده هست.
پروژه بعدی ( احتمالا ) ESR سنج دیجیتال هست که بسیار مورد نیاز تعمیرکاران هست.
و اگر همه چیز به خوبی پیش بره ، در نهایت یک دستگاه مولتی متر اتورنج یا تستر چند کاره خواهیم داشت.

[jojo14]

سلام و خداقوت خدمت شما
واقعا کم کسی پیدا میشه که نتیجه زحمات خودش رو رایگان در انجمن های ایرانی قرار بده.
یه سؤال
برای اجرای این برنامه روی STM8S003K3 نیاز به تغییری هست یا نه؟

[HS1386]

سلام و خداقوت خدمت شما
واقعا کم کسی پیدا میشه که نتیجه زحمات خودش رو رایگان در انجمن های ایرانی قرار بده.
یه سؤال
برای اجرای این برنامه روی STM8S003K3 نیاز به تغییری هست یا نه؟

سلام و خسته نباشید ،
اتفاقا یکی از اهداف رایگان بودن این پروژه ، ایجاد انگیزه و زمینه برای طراحی چنین پروژه هایی توسط دیگران بوده.
در مورد سوالتون ، از نظر پریفرال ها ( سخت افزار و امکانات داخلی ) دو میکروکنترلر STM8S003F3 و STM8S003K3 هیچ تفاوتی باهم ندارن ،
تفاوت دو میکروکنترلر نامبرده ، در پکیج و ترتیب پایه ها هست، برای مثال در K3 پایه ۱ برای ریست هست در حالی که در F3 پایه ۱ برای UART و تایمر و... هست .
بنابراین ، به شرط رعایت ترتیب پایه های جدید و مد نظر داشتن پورت و پین ها ، برنامه روی میکروکنترلر مد نظر شما هم کار میکنه.
اما نکته مهم این هست که خروجی آیسی LM393 به جای پورت C6 ، باید به پورت C1 میکروکنترلر وصل بشه، یعنی پایه ۱۸.
اگر مدار رو بستید و کالیبره کردید و سون سگمنت به درستی کار میکرد ، اما مقدار نمایش داده شده با وصل کردن سلف OL یا 0.00 بود ، همینجا اعلام کنید تا فایل هگز جدید بدم .

[Amir_16116]

سلام مهندس
خسته نباشی، خدا قوت.
من مدار رو با STM8S003F3 بستم اما سون سگمنت فقط مقدار 0.00u رو نمایش میده

[HS1386]

سلام مهندس
خسته نباشی، خدا قوت.
من مدار رو با STM8S003F3 بستم اما سون سگمنت فقط مقدار 0.00u رو نمایش میده

درود بر شما،
در صفحه گیتهاب دو تا فایل هگز قرار دادم ، یکی برای میکروکنترلر K3 و یکی دیگر برای میکروکنترلر F3 ، شما باید دقیقا از فایل هگز مربوط به F3 استفاده کنید.
بعد از پروگرام کردن میکروکنترلر با فایل درست ، در نرم افزار STVP ، زبانه OPTION BYTE مطمئن بشید که فیوزبیت AFR0 تغییر وضعیت داده باشه.
و نکته دوم اینکه آیا مدار رو ( مطابق توضیحات ) کالیبره اولیه کردید ؟
اگر دو مورد بالا درست باشن ، تنها دلیل میتونه نوسان سازی نکردن بخش آیسی LM393 باشه.
خودم وقتی مداری که بستم رو تست کردم ، همزمان با آیسی LM393 فیک و اصل تست کردم و با هردو به خوبی کار میکرد ، فقط دقت مدار کمی اختلاف داشت.
هر چند ممکنه شما از نمونه تقلبی دیگری استفاده کرده باشید که نوسان سازی نکنه.
ولتاژ دوسر خازن C4 رو اندازه بگیرید که باید حدود نصف ولتاژ تغذیه باشه.
اگر فرکانس سنج دارید ، میتونید پایه 1 آیسی 393 رو فرکانس گیری کنید که در حالت وصل نبودن سلف باید فرکانسی زیر 100 هرتز داشته باشید.
اگر هم فرکانس متر ندارید ، میتونید از یک پیزو برای تشخیص فرکانس استفاده کنید.

با توجه به اینکه عدد 0.00u نمایش داده میشه ، مورد فایل هگز اشتباه و کالیبره نشدن محتمل تر هست.

[Amir_16116]

درود بر شما،
در صفحه گیتهاب دو تا فایل هگز قرار دادم ، یکی برای میکروکنترلر K3 و یکی دیگر برای میکروکنترلر F3 ، شما باید دقیقا از فایل هگز مربوط به F3 استفاده کنید.
بعد از پروگرام کردن میکروکنترلر با فایل درست ، در نرم افزار STVP ، زبانه OPTION BYTE مطمئن بشید که فیوزبیت AFR0 تغییر وضعیت داده باشه.
و نکته دوم اینکه آیا مدار رو ( مطابق توضیحات ) کالیبره اولیه کردید ؟
اگر دو مورد بالا درست باشن ، تنها دلیل میتونه نوسان سازی نکردن بخش آیسی LM393 باشه.
خودم وقتی مداری که بستم رو تست کردم ، همزمان با آیسی LM393 فیک و اصل تست کردم و با هردو به خوبی کار میکرد ، فقط دقت مدار کمی اختلاف داشت.
هر چند ممکنه شما از نمونه تقلبی دیگری استفاده کرده باشید که نوسان سازی نکنه.
ولتاژ دوسر خازن C4 رو اندازه بگیرید که باید حدود نصف ولتاژ تغذیه باشه.
اگر فرکانس سنج دارید ، میتونید پایه 1 آیسی 393 رو فرکانس گیری کنید که در حالت وصل نبودن سلف باید فرکانسی زیر 100 هرتز داشته باشید.
اگر هم فرکانس متر ندارید ، میتونید از یک پیزو برای تشخیص فرکانس استفاده کنید.

با توجه به اینکه عدد 0.00u نمایش داده میشه ، مورد فایل هگز اشتباه و کالیبره نشدن محتمل تر هست.

ممنون از شما
نکته مربوط به فیوزبیت AFR0 رو رعایت نکرده بودم.
الان بدون مشکل کار میکنه.

[HS1386]

ممنون از شما
نکته مربوط به فیوزبیت AFR0 رو رعایت نکرده بودم.
الان بدون مشکل کار میکنه.

شکر خدا،
اصولا باید فایل هگز F3 این فیوزبیت رو به شکل خودکار و داخلی ( IAP ) پروگرام میکرد ، حالا اینکه چرا برای شما نشده جای سواله...
ولی خب مهم اینه مشکل شما حل شده.
در صورت تمایل میتونید تصاویری از مدار ساخته شده خودتون قرار بدید.

[Amir_16116]

شکر خدا،
اصولا باید فایل هگز F3 این فیوزبیت رو به شکل خودکار و داخلی ( IAP ) پروگرام میکرد ، حالا اینکه چرا برای شما نشده جای سواله...
ولی خب مهم اینه مشکل شما حل شده.
در صورت تمایل میتونید تصاویری از مدار ساخته شده خودتون قرار بدید.

مدار رو روی برد سوراخ دار بستم و کمی لحیم کاری ها شلوغ شده

[epsi1on]

پروژه بعدی ( احتمالا ) ESR سنج دیجیتال هست که بسیار مورد نیاز تعمیرکاران هست.

اگر زمانی خواستید LCR رومیزی درست کنید، توی اون پروژه من هم دوست دارم مشارکت کنم.
به نظرم برای کاهش هزینه ساخت اگه از اتصال وایفای استفاده بشه (مثلا esp32 بعنوان هات اسپات) میشه بجای lcd یا ... از گوشی موبایل اندروید (browser) استفاده کرد که در دست همه هست، یعنی شرکتهای تولیدی گوشی لطف کردن اون قسمت رو جلو جلو به همه فروختن!
به هر حال اگر خواستید من میتونم توی کد جاوا اسکریپت (در مرورگر) و رابط کاربر کمک کنم، هم گرافیک بسیار خوبی خواهد داشت و هم کاربر پسند خواهند بود بعلاوه اینکه هزینه نداره.
برای اتصال هم میشه یک qr روی دستگاه گذاشت که هر بار اسکن میکنن وصل میشه به وایفای.
مزایا:
- گرافیک خوب و کاربر پسند
- امکان پیکر بندی بعنوان HotSpot یا client در شبکهی WiFi محلی
- کاهش هزینه
معایب:
- افزایش پیچیدگی استفاده محصول (استفاده کمی سخت هست)
- عدم امکان استفاده بدون گوشی یا کامپیوتر (مرورگر) یا حداکثر یک السیدی اضافهی کوچک در دستگاه جایگذاری میشه ولی رابط کاربر اصلی همون وب UI باشه

[epsi1on]

یک پیشنهاد دیگه هم دارم.
اینکه این پروژهی سلف سنج که کیفیت خوبی داره و هزینه بسیار کمی داره. اصلا انگار با نگاه تولید انبوه درست شده به نظرم با توجه به ساده بودن و احتمالا کمباگ/بیباگ بودن این محصول میشه برای بازار اماده کرد.
من آشنایی ندارم ولی با شناختی که از شما دارم، مدار و سورس میکرو هم کاملا اصولی هستند، میمونه یک جعبه و محصول امادهی بازار میشه.
اگر تمایل به این کار داشتید میشه محصول رو delayed opensource کرد. یعنی اول کار سورس کامل باز نیست ولی بعد از مدتی (مثلا یکی دو ماه) کامل باز میشه.
اینطوری واقعا مصرف کننده نهایی از اوپن سورس بودن محصول منتفع میشه
ادیت: بزارید شاید اصلا

[epsi1on]

با سلام و خسته نباشید خدمت دوستان ،
مدتی قبل برای انجام یکسری پروژه ها (سویچینگ و مخابراتی) نیاز به دستگاه سلف سنج داشتم ، تصمیم گرفتم یکی از پروژه های آماده سلف سنج موجود در اینترنت رو انتخاب کنم و شروع به ساختن کنم.
مقداری که گشتم ،متوجه شدم اکثر مدارات سلف سنج موجود در اینترنت یا اصلا دقیق نیستن ، یا از میکروکنترلر های کمیاب ، قدیمی و گران استفاده کردن.
بی خیال مدارات موجود در اینترنت شدم و خودم شروع به طراحی و برنامه نویسی یک سلف سنج ارزان و دقیق با میکروکنترلر STM8 کردم.
چند روز قبل مراحل برنامه نویسی تمام شد و مدار رو روی برد بورد بستم ، از یکی از آشنا ها LCR متر Hantek 1832C قرض گرفتم و چند تا سلف رو با مدار خودم و LCR متر آزمایش کردم ، با وجود اینکه برد بورد وسیله خوبی برای آزمایش مدارات فرکانسی و رزونانسی نیست ، اما نتایج بسیار رضایت بخش بودن و مقادیر اندازه گیری شده یا اختلافی نداشتن ، یا اختلاف بسیار کم بود.
در نهایت با وجود زحماتی که انجام این پروژه داشت ، تصمیم گرفتم که کلیه فایل های مورد نیاز برای ساخت این پروژه ( اعم از شماتیک و PCB و فایل هگز ) رو به صورت رایگان و عمومی در گیت هاب منتشر کنم تا مورد استفاده دیگران هم قرار بگیره.
لینک پروژه در گیت هاب :

https://github.com/Electronic-6502/S8ARIM/tree/main

در صورتی که در مورد این پروژه پرسش یا نظری داشتید ، یا اینکه در مراحل ساخت به مشکل خوردید ، میتونید همینجا و در این تاپیک مطرح کنید.

از نظر شما ایرادی نداره اگر من بخوام یک تعداد از این سلف سنج رو برای فروش تولید کنم؟ میتونیم توی سود و زیانش شریک بشیم.
ادیت: البته هنوز مطمعن نیستم. فقط محض اطلاع پرسیدم...

[nimdar]

از نظر شما ایرادی نداره اگر من بخوام یک تعداد از این سلف سنج رو برای فروش تولید کنم؟ میتونیم توی سود و زیانش شریک بشیم.
ادیت: البته هنوز مطمعن نیستم. فقط محض اطلاع پرسیدم...

درود
جناب HS1386 قصد داشتند این دستگاه را تکمیل کرده و یک تستر کامل از آن ارایه نمایند بهتر است صبر کنید تا پروژه کامل شود و بعد به بازار عرضه نمایید.