我做过很多工业用压力采集产品,用过很多高分辨率的AD芯片,其中有两款值得推荐。一个是海芯科技出的HX711等24位AD,一个是塞普拉斯出的CS5532等24位AD。国产芯片和进口芯片有差距,但是国产芯片也解决了很多应用的问题,替代了很多进口产品。
最近在用海芯科技出的HX720,芯片内部集成了低噪声稳压管,这样降低成本,也省去选参考源的麻烦。给24位AD选参考源是很头疼的事,参考源选的指标过高,AD新能不一定能达到,参考源选的指标低了不能实现想要的精度。
HX720内部带有128倍放大器,这也是专为压力传感器输出小信号设计的,降低了成本,提高了性能和可靠性。芯片内部带有振荡器,内部带有50Hz、60Hz滤波器,宽温度范围 -40~+85℃,8脚封装。缺点是输出速率比较低,10Hz、40Hz,对于很多应用也是可以的。精度和进口芯片也小有差距。
典型设计如下:
电气参数如下:
厂家给出原理图和PCB供大家参考
基于这些资料,设计了STM32控制HX720的压力采集模块。下面分别说下各部分功能。完整图纸如下:
电源部分,供电来自USB的5V,考虑到HX720的稳定性,没有采用HX720输出的3.3V为单片机和其他部分电路供电。而是单独加了LM1117稳压芯片为处理AD以外电路供电。
USB接口除了供电以外,还设计了CH340做USB转UART,方便和PC通信。CH340是江苏沁恒股份有限公司的芯片,这家公司出了很多好用的芯片,我还经常用他家USB、以太网、数码管驱动等芯片。
AD部分,依照参考设计,AD芯片和传感器之间可以选用4线接线方式,也可以用6线接线方式,可以做实验对比。
单片机部分,很多demo都有51做主控,现在很少有产品用51了,所以这样的demo不实用。我选用了比较流行的STM32,方便扩展其他功能。
这两排是扩展的端子
数码管部分,我直接用单片机的IO口驱动的数码管,现在单片机端口足够多,驱动能力也够强。
按键部分没有加滤波消抖电路,最终还是要加软件滤波消抖。
LED部分要加限流电阻,电流计算方式是 单片机电压减去二极管结电压再除以电阻值,有一点要注意,不同颜色的发光二极管结电压不一样。通常红色为1.6V左右,绿色有2V和3V两种,黄色和橙色约为2.2V,蓝色为3.2V左右。对于常用的几毫米大小的二极管,其工作电流一般在2毫安至20毫安之间,电流越大亮度越高。
PCB如下
实物如下
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