Сильный шум акселерометра H3LIS331DL

[Yuri222]

Тут компонентов мало и по сути все свободные щели залиты земляным полигоном

плата двухслойка? Посмотрите - по Вашей картинке земляной вывод С3 идет кругами, а не напрямую на нужные земляные ноги микросхемы. Там на 12-13 ноги достаточно полмиллиметра проводник довести. И 16-ю - снизу широкий проводник земля - почему бы переходное отверстие не добавить к С3... Но по уму - тот кусок платы по фрагменту картинки трудно анализировать, может быть этот кусочек с датчиком просто переразвести.

слишком много внимания к обычному акселю

смотрите его внутреннюю начинку (блок-схему) У него внутри датчик - емкостной. Думаю, там и единиц пикофарад может не быть величины емкости, шум по питанию - и хз как оно работать будет...

[ForcePoint]

I2C - программный или аппаратный? Clock stretching и обязательный ACK на адресный байт - учтены?

[mike-y-k]

worldmasters, а если просто через UART вывести поток данных?
Подключите чип к raspberry pi и там считайте поток данных

И кит у ST есть в наличии https://www.st.com/content/st_com/en...-mki153v1.html

Таки потратьте время на знакомство со всем разделом Documents на странице чипа у ST

Ну и про процесс работы с датчиком расскажите подробнее - реализация I2C, инициализация. запись. чтение. Откуда взят код для работы?
Что с шумами при разных шкалах и разных частотах?

Про конденсаторы по питанию - керамику прямо у ноги VCC, полярный рядом с ним… Разбрасывать их и ставить типа 5…10мм вроде как рядом - пример плохих практик сейчас и источник головной боли потом…

[worldmasters]

I2C - программный или аппаратный? Clock stretching и обязательный ACK на адресный байт - учтены?

Аппаратный вроде как. Использую HAL для STM. Не могу точно сказать про ак но наверное учтены ))

worldmasters, а если просто через UART вывести поток данных?
Подключите чип к raspberry pi и там считайте поток данных

хм.. попробую. Спасибо.

реализация I2C

Это все из коробки. HAL классический пример работы. Завтра выложу коды но там вроде бы все стандартно.

процесс работы с датчиком

Тут тоже не могу точно сказать но взял какую то либу с ардуино и переписал на свой лад. Но там тоже все стандартно .. считал регистр изменил биты и записал обратно. Завтра выложу.

Так у кита тоже кондеры вдалеке стоят от самого чипа. Жаль конечно что этот кит не попался раньше. Видимо все таки наводки идут потому как у них вокруг микросхемы вообще пустота.

Разбрасывать их и ставить типа 5…10мм вроде как рядом

плата двухслойка?

Да двухслойная.


Ну писец ... в общем вообще получается криво все сделал. Судя по тому как в ките разведено нужно было везде оставить свободные зоны от меди.

И почему пины Reserved выведены как ADC. Это выход или вход??

[mike-y-k]

worldmasters, сама плата кита у них многофункциональная - на нее ставятся и другие чипы…
Прочитайте на сайте ST описание MKI153, так будет понятнее…

[ForcePoint]

Тут тоже не могу точно сказать но взял какую то либу с ардуино и переписал на свой лад. Но там тоже все стандартно .. считал регистр изменил биты и записал обратно. Завтра выложу.

Боюсь "открытий чудных".

[akegor]

И может быть кто то знает хорошие акселерометры с маленьким шумом?? Можно даже аналоговые. главное чтобы в состоянии покоя был уровень менее 0,5g.

Под какую задачу?
Инструмент подбирается под задачу, а не по весу или диаметру/длине.

И есть акселерометры с фильтрами (этот придирчиво не смотрел). А есть еще и ADXL213, который и со временем почти не плывет, и повторяемость от замера к замеру очень высокая. Применяем для контроля положения статических объектов.

[mike-y-k]

worldmasters, как-то пропустил это слово, но уважаемый ForcePoint очень справедливо заметил…
Вам от производителя кода мало было готового для cube?
Может сначала попробовать на этом код написать, без кусков от Arduino?
Посмотреть на сам шум…
Ну и по итогу - если производительность на грани фола, стоит посмотреть на написание кода на чистом C, даже с вкраплениями ассемблера…
Обнаружатся некоторые ресурсы производительности…

[worldmasters]

Боюсь "открытий чудных".

Ну какие тут могут быть открытия чудные.

Вот функции отправки

HAL_StatusTypeDef LIS331_read(uint8_t Reg, uint8_t *buf, uint8_t len) {
	if (len › 1) {
		// MSB is 1 enable autoincrement adress
		Reg |= 0x80;
	}
	if (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c2, DEV_ADDR, 1, 0x2) == HAL_OK) {
		if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, DEV_ADDR, &Reg, 1, 0xff) == HAL_OK) {
			if (HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2, DEV_ADDR, buf, len, 0xff) == HAL_OK) {
				return HAL_OK;
			}
		}
	}
	return HAL_ERROR;
}

/// отправляет данные в указанный адрес 
HAL_StatusTypeDef LIS331_write(uint8_t Reg, uint8_t value) {
	uint8_t buffer[2] = { Reg, value };
	if (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c2, DEV_ADDR, 1, 0x2) == HAL_OK) {
		if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, DEV_ADDR, &Reg, 1, 0xff) == HAL_OK) {
			if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, DEV_ADDR, buffer, 2, 0xff) == HAL_OK) {
				return HAL_OK;
			}
		}
	}
	return HAL_ERROR;
}

Вот чтение регистра:

void LIS331_ReadAxes(RAWAccelValue *value) { 
	LIS331_read(OUT_X_L, (uint8_t*) value, 6); 

	// The data that comes out is 12-bit data, left justified, so the lower
	//  four bits of the data are always zero. We need to right shift by four,
	//  then typecase the upper data to an integer type so it does a signed
	//  right shift. 

	value-›x ››=  4;
	value-›y ››=  4;
	value-›z ››=  4; 
}

БЫл вариант с блокировкой регистра на время чтения:

void LIS331_LockData() {
	uint8_t data = 0;
	LIS331_read(CTRL_REG4, &data, 1);
	data |= 0x80;
	LIS331_write(CTRL_REG4, data);
}

void LIS331_UnLockData() {
	uint8_t data = 0;
	LIS331_read(CTRL_REG4, &data, 1);
	data &= ~0x80;
	LIS331_write(CTRL_REG4, data);
} 

void LIS331_ReadAxes(RAWAccelValue *value) { 
	LIS331_LockData(); 
	LIS331_read(OUT_X_L, (uint8_t*) value, 6); 
	LIS331_UnLockData(); 

	value-›x ››=  4;
	value-›y ››=  4;
	value-›z ››=  4; 
}

Каждая функция это примитив: считали регистр выставили бит и отправили назад. Перепроверял запись и значения битов все тут норм.

LIS331_IntSrcConfig(INT_SRC, 1);	// Select the source of the
	//  signal which appears on pin INT1. In
	//  this case, we want the corresponding
	//  interrupt's status to appear.
	LIS331_SetIntDuration(2, 1); // Number of samples a value must meet
	//  the interrupt condition before an
	//  interrupt signal is issued. At the
	//  default rate of 50Hz, this is one sec.
	LIS331_SetIntThreshold(4, 1); // Threshold for an interrupt. This is
	//  not actual counts, but rather, actual
	//  counts divided by 16.
	LIS331_EnableInterrupt(X_AXIS, TRIG_ON_HIGH, 1, 1);
	LIS331_EnableInterrupt(Y_AXIS, TRIG_ON_HIGH, 1, 1);
	LIS331_EnableInterrupt(Z_AXIS, TRIG_ON_HIGH, 1, 1);
        
        LIS331_SetFullScale(LOW_RANGE_100);
	LIS331_SetODR(DR_100HZ);
	LIS331_AxesEnable(1, 1, 1);
	LIS331_SetFilter(1, HPM_REF_SIGNAL, HPFCF_0);
	LIS331_SetPowerMode(NORMAL);

ЗАвисимость есть от частоты выборки. Если ставить 100 герц и ниже то уровень шума не превышает требуемые 0,5g.
Но частота маленькая.

Под какую задачу?
Инструмент подбирается под задачу, а не по весу или диаметру/длине.

Так и подбирался под задачу. Требуется фиксировать профиль удара. Удары могут быть сильные поэтому и шкалу искали за 100g.
Удары могут быть от 2 мс. Время нарастания и даже для таких надо успевать фиксировать профиль. Поэтому и частота большая.

В прошлом был аналоговый датчик MMA3201KEG и там с помощью АЦП снимал данные. в нем все было надежно и стабильно как швейцарские часы. Только жрет тот датчик как лошадь.

Вам от производителя кода мало было готового для cube?

Про эту штуку не знал.
МК не такой емкий а эти библиотеки опять накидают тьму лишнего кода.

[Yuri222]

Ну писец ... в общем вообще получается криво все сделал. Судя по тому как в ките разведено

Как разведено в именно этом ките - обнять и плакать. Лично я бы никогда так не додумался.
Ув. mike-y-k правильно заметил

плата кита у них многофункциональная - на нее ставятся и другие чипы

Поскольку эта плата - сама по себе, без дополнительных источников помех, возможно, и будет более-менее нормально работать.

Если ставить 100 герц и ниже то уровень шума не превышает требуемые 0,5g.

контроллер чем еще занимается сейчас? Только этим акселерометром?
Вполне может свидетельствовать о помехах датчику от сигналов интерфейса ...

Ну и - по даташиту до килогерца допустимо его опрашивать.

Удары могут быть от 2 мс. Время нарастания и даже для таких надо успевать фиксировать профиль

Вы уверены, что зафиксируете профиль воздействия длительностью 2 мс при опросе 1 мс? ИМХО - хотя бы 10 отсчетов надо бы... т.е. раз в 5-10 поднять частоту опроса, что с данными датчиками невозможно сделать (судя по даташиту).


UPD

В прошлом был аналоговый датчик MMA3201KEG и там с помощью АЦП снимал данные. в нем все было надежно и стабильно как швейцарские часы. Только жрет тот датчик как лошадь.

глянул даташит
8-10 мА макс при 5В. Это много? У Вас батарейное питание?
Ну и - у него встроенный фильтр (это хорошо от помех), но полоса - 400 Гц всего...

Да, совсем забыл - надо же все ускорение по всем 3 координатам снимать и обсчитывать - т.е. еще в 3 раза поднять частоту запросов к датчику. Или ставить кучу датчиков и проц соотв. мощности...