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tastiera analogica

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[71] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto Utentetzenobite » 1 mag 2023, 10:43

Etemenanki ha scritto:
tzenobite ha scritto:... "fate in modo che si possano aggiungere in un pedale esterno cosi' cambio ottava MENTRE SUONO" 8)

Vuoi aggiungere un'intera pedaliera di effetti stile chitarrista, anche ? ;-)


ce l'ho gia' per il dulcimer: harmonizer, octaver, compressor/sustain, looper (piu' un paio di a/b/y fatti da me e uno stompbox)

Etemenanki ha scritto:
(di cornamuse ce ne sono gia' abbastanza al mondo :D)

Non a manovella, pero' :twisted: :mrgreen:


pero' c'e' la lira organizzata: dentro la ghironda c'e' un mantice a doppia camera azionato dalla manovella oltre alla ruota e i tasti aprono e chiudono le canne



(e comunque sei arrivato tardi perche' pensavo di comprare una concertina, smontarla e metterci i tasti della ghironda, soffiandoci dentro io)
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[72] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 1 mag 2023, 11:12

Ho aggiunto il buffer, anche se per me è inutile e forse può creare problemi.
Ho usato un economico e diffuso LM358, suggerite un amplificatore con caratteristiche migliori.
La Rp 1kohm dovrebbe proteggere l'ingresso del tensy da correnti elevate che possono portare l'ingresso a più di 3,3V , ma aumenta la resistenza di uscita del buffer neutralizzandone l'eventuale vantaggio.
Vi viene in mente una soluzione migliore?
Forse un operazionale alimentato a 3,3 V ?

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[73] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 1 mag 2023, 11:18

MarcoD ha scritto:Vi viene in mente una soluzione migliore?

Uno zener da 3,3V?
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[74] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto Utentetzenobite » 1 mag 2023, 11:20

il problema coi ghirondisti e' che gli lasci aggiungere i pedali fanno cosi':

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[75] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto Utenteboiler » 1 mag 2023, 15:53

tzenobite ha scritto:ma che ne sai te di accordature che c'hai la fisa :D :D :D

Beh, visto che mi devo portare a spasso una dozzina di kg, qualche vantaggio dovrò pur avercelo, no? :twisted:

MarcoD ha scritto:Se per il prototipo proprio vuoi risparmiare accontentati di 30 resistori al 5 %,
poi li misuri con uno scarso multimetro digitale anche cinese del mercato con risoluzione 3cifree1/2 (leggi fino a 200,0 ohm), sceglierai le resistenze che differiscono fra loro di meno di +/- 0,2 ohm e scarterai quelle fuori.

Sinceramente non mi metterei mai a fare un lavoro tediosissimo del genere. Anche perché non si risparmia niente, anzi se ci mettiamo il nostro tempo, ci si perde. Guarda il mio post 53: i resistori all'1% costano esattamente tanto quanto i resistori al 5%. E anche se quelli al 5% per delirio d'ipotesi fossero gratis, 25 resistori da 100 ohm, 1/4 W, 1%, 100ppm costano 1.40 USD. Non è il posto per cercare di risparmiare.

MarcoD ha scritto:Ho aggiunto il buffer, anche se per me è inutile e forse può creare problemi.

È essenziale! Tutti gli ADC della mutua sui microcontroller sono in architettura SAR e hanno quindi in ingresso un circuito sample-and-hold. Al momento del sampling, questo circuita genera un kickback di carica non trascurabile. Se il pilotaggio non è bassa impedenza e bypassato, si forma uno spike sul segnale (e si misura quello). È facilmente osservabile con un oscilloscopio.

Quindi Rp non è adatta come mezzo di protezione.
Mi sembra una buona idea alimentare un op-amp a 3 V.
Un buon opamp a basso costo per questo tipo di impiego è l'MCP601

Piú tardi provo a buttar giú la mia bozza di schema.

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[76] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 1 mag 2023, 16:21

MCP6001 parte addirittura da 1.8V, sempre 6V massimi ;-)

tzenobite ha scritto:il problema coi ghirondisti

Stivaletti in cemento come soluzione ? :mrgreen:
"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.
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[77] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto Utenteboiler » 1 mag 2023, 18:00

Etemenanki ha scritto:MCP6001 parte addirittura da 1.8V, sempre 6V massimi ;-)

Di opamp adatti per questa applicazione che ne sono centinaia ;-) La tensione di alimentazione qui non è un problema, ho quindi tenuto l'MCP601, che ha un offset leggermente minore.



Ho deciso di alimentare anche il buffer a 5V. Non vedo in quale situazione l'opamp potrebbe andare in saturazione. Se si tratta di un transiente di accensione, questo dovrebbe essere sufficientemente breve da sparire nell'RC di uscita.
Inoltre, se davvero ci si vuole tutelare, si può alimentare tutto il circuto da un GPIO del Teensy, in modo da accenderlo quando il Teensy ha finito il suo power-up e le alimentazioni sono presenti (e quindi i diodi di protezione in ingresso pronti a fare il loro lavoro).

C'è da notare che la REF200 ha una compliance minima di 2.5V, quindi Vout non potrà mai eccedere 5 V - 2.5 V = 2.5 V questo valore.

La corrente d'eccitazione è di sole 200 uA, quindi ho cambiato i resistori, passando a 470R, lo step è quindi 94 mV invece di 100 mV.
Ho anche aggiunto una resistenza "di coda" per limitare la tensione minima a uno step (idea scroccata a Foto UtenteMarcoD :ok: ), c'era già "in testa", come mi ha fatto notare Foto UtenteGioArca67. Lascio tutti i calcoli con 25 steps, se poi sono 24 il tutto migliora.

La tensione massima è quindi 25 steps --> 2.35 V
La tensione minima è pari a quella di 1 step --> 94 mV

Nel primo caso sulla REF200 devono cadere 2.65 V, nel secondo caso 4.906 V. Ambedue i valori rientrano nelle specifiche del componente.
L'ingresso del MCP601 parte da sotto il rail negativo (quindi tutto bene) e arriva a Vdd - 1.2 V, che nel nostro caso corrisponde a 3.8 V (e anche qui tutto bene, il nostro massimo è a 2.35 V).

L'op-amp è unity gain stable, e un'altra volta va tutto bene :ok:
Volendo si potrebbe dargli un po' di gain per portare il range generato dai tasti a coprire tutto il range di ingresso del teensy. Ma se davvero abbiamo 10 bit effettivi, non serve.

Quel condensatore solitario da 1n serve solo a fornire una via di ritorno per disturbi radio (quindi tipicamente > 10 MHz) che potrebbero entrare sul cablaggio. Li vogliamo eliminare prima dell'op-amp in modo che non ci diano noie. Il cablaggio di questo condensatore deve essere corto e andare su un ground solido. Sarebbe bene avere un PCB e metterlo abbastanza vicino all'ingresso dell'opamp.

Dopo l'op-amp c'è un RC d'uscita i cui valori sono ancora un po' in dubbio.
Dipende molto dalla caratteristiche dell'ADC del teensy.
C aiuta ad assorbire il già citato kickback del circuito di ingresso dell'ADC.
R isola l'uscita dell'opamp da questo condensatore (è un buffer con guadagno unitario, non apprezza carichi capacitivi!).
Assieme formano un RC che spiana un po' i rimbalzi dei tasti. Il debouncing però lo farei in software!
È possibile che servano un paio di tentativi prima di ottenere il valore giusto qui, ma tanto non è difficile: si tratta di sostuire due componenti.

La scelta è caduta sulla REF200 (e su resistori 1% con 100 ppm di tempco) per raggiungere un obbiettivo che secondo me è essenziale in un progetto del genere: nessun bisogno di calibrare o di giocare con trimmer. I valori sono giusti by design. È un circuito semplice e questo obbiettivo è comodamente raggiungibile senza spendere una fortuna e senza esercizi circuitali esotici.

Worst-case 1: mercatino natalizio a Tromsø, -25°C (al di sotto smettono di funzionare le dita, quindi non c'è problema).
REF200 out: 2x 99.89 uA
Nessuna nota suonata, tutte le resistenze in conduzione, drift e errore nella stessa direzione.
Resistenza della catena: 11574 ohm
Vout: 2.31 V

Worst-case 2: furgoncino pittato nero opaco in colonna in autostrada a ferragosto, gruppo di hippies medievali che suonano la ghironda al suo interno, 50° C
REF200 out: 2x 99.95 uA
Nessuna nota suonata, tutte le resistenze in conduzione, drift e errore nella stessa direzione.
Resistenza della catena: 11897 ohm
Vout: 2.37 V

Abbiamo un'escursione di 60 mV in condizioni davvero estreme.
L'intervallo di uno step è, come detto 94 mV.

In software si può fare qualcosa del genere:


Tutti i valori al di fuori di un rettangolo colorato sono da considerarsi non validi.

Il nostro circuito (se non ho fatto errori, per favore dateci un'occhiata) è piuttosto solido, e lo possiamo ulteriormente cementare usando resistori da 50 ppm, che come visto costano uguale.

Quello che bisogna chiedersi ora è "cosa fa l'ADC del Teensy a -25° C e a +50° C?".
La risposta probabilmente è "Schifo. Fa schifo" :mrgreen: Ma allora si può guardare quale intervallo di temperature coprirebbe, forse dobbiamo limitarci a Stoccolma ed evitare Tromsø ;-) Oppure c'è la possibilità di fare una misura raziometrica. Oppure possiamo dargli in pasto una referenza esterna (e a quel punto possiamo anche passare dal REF200 ad un opamp duale e realizzare la nostra referenza di corrente, con blackjack e squillo di lusso (citazione)). O usare un ADC esterno che contiene la sua sorgente di corrente (come l'impressionante ADS1120 di TI). Anzi no, l'ADS1120 è probabilmente la soluzione migliore in ogni caso, anche da un punto di vista finanziario perché sostituisce sia la REF200 che l'MCP601.

Quindi, Foto Utentetzenobite, dicci di preciso che ADC usi. Vedo che ci sono diversi modelli di Teensy, noi non sappiamo quale tu stia usando.

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[78] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto Utenteboiler » 1 mag 2023, 18:02

Mi sono reso conto di aver scritto un romanzo che invece di arrivare ad una conclusione apre altre 6 domande e 3 possibili strade :-" :-" :-"

Ma è il mondo del design elettronico. C'è un po' piú di complessità sotto di quello che gli Arduinisti ci vogliano far credere :mrgreen:
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[79] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto UtenteGioArca67 » 1 mag 2023, 18:13

boiler ha scritto:Ho anche aggiunto una resistenza "di coda" per limitare la tensione minima a uno step (idea scroccata a Foto UtenteMarcoD :ok: ),

Ma non è in testa E in coda??
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[80] Re: tastiera analogica

Messaggioda Foto Utenteboiler » 1 mag 2023, 18:23

GioArca67 ha scritto:Ma non è in testa E in coda??

Hai ragione, tra un attimo la tolgo, grazie per la segnalazione :ok:
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