Сильный шум акселерометра H3LIS331DL

[worldmasters]

Здравствуйте.

Есть у меня датчик H3LIS331DL даташит можно вот тут взять https://www.st.com/resource/en/datasheet/h3lis331dl.pdf

У меня проблема с ним в том что он дает просто дикий шум в состоянии покоя. Собирал схему по рекомендуемой в даташите. Ноги NC висят в воздухе как и положено.

Датчик просто лежит на столе. Считываю значения и при шкале +-100g с частотой 1000Hz получаю разброс от +-2,6g

Пытался сделать калибровку по алгоритму вычисления среднего значения за 250 отсчетов и потом это значение вычитать из получаемых сырых данных но это вообще не решает проблему.

Работает это все на МК STM32G030F6 этот стм врядли осилит какие то сверхсложные фильтры.



Но мне бы понять это нормальная работа датчика или все таки какой то косяк может быть в другом месте??

Вроде даташит прочитали но будем рады услышать мнение со стороны так сказать.

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

Спасибо.

[Yuri222]

А что с питанием этого прибора?

Power supply decoupling capacitors (100 nF ceramic, 10 μF aluminum) should
be placed as near as possible to pin 14 of the device (common design practice).

Желательно очень применить качественные керамические конденсаторы и электролит тоже не абы какой.
Может еще и процессорный модуль вносить помехи по питанию...

[ForcePoint]

Чудес быть не должно.
1. Что с питанием? Чисты ли, одинаковые или разные, напряжения?
2. Какой интерфейс, I2C или SPI? ИМС одна на шине? Если первый - какие "подтяжки" и к какому напряжению?
3. Запустить несколько тысяч чтений "WHO_AM_I" для проверки устойчивой передачи данных.

[Yuri222]

worldmasters, в даташите указан параметр

Acceleration noise density ... 15 mg/sqrt(Hz)

поскольку аналоговый выход недоступен (находится внутри датчика), единственный способ влиять на шум - фильтровать "в цифре" кмк.

[worldmasters]

А что с питанием этого прибора?

Желательно очень применить качественные керамические конденсаторы и электролит тоже не абы какой.
Может еще и процессорный модуль вносить помехи по питанию...

Да вроде не самые дешевые брали. И разместили уже ближе некуда.

Может еще и процессорный модуль вносить помехи по питанию...

И как это побороть??

Что с питанием? Чисты ли, одинаковые или разные, напряжения?

Да все в пределах нормы. Питание от MCP 3,3v. Кондеры все как в типовых схемах подключения указано.

Какой интерфейс, I2C или SPI? ИМС одна на шине? Если первый - какие "подтяжки" и к какому напряжению?

i2c, на шине одна скорость стандартная.

Запустить несколько тысяч чтений "WHO_AM_I" для проверки устойчивой передачи данных.

ДА оно все стабильно работает. С проверкой всех флагов готовности. Ни разу не было чтобы он получил кривой ответ из регистров.

поскольку аналоговый выход недоступен (находится внутри датчика), единственный способ влиять на шум - фильтровать "в цифре" кмк.

А у мк хватит скорости то?? Пытался реализовать простое среднее .. но скорость работы падает. даже для буфера длиной в 10 отсчетов.

[mike-y-k]

worldmasters, таки, после разборок с питанием, определитесь с ответами на вопросы:
- все ли пакеты доходят (это про подтяжку линий);
- нет ли источника вибраций для того стола (стетоскоп помогает);
- как ведет себя при переключении шкалы (смотрите все материалы по этому чипу и семейству у ST, начало - https://www.st.com/en/mems-and-sensors/h3lis331dl.html);
- что будет при снижении частоты на порядок и два порядка;
- прочитайте по ссылке все документы DTnnnn (про калибровку тоже).

Посмотрите примеры использования - не только железо, но и код…

Добавьте про формат сборки Вашего варианта тестирования - отказ от пайки в соединениях и борода проводов очень могут мешать…
Описание процесса использования - инициализация, запись, чтение (можно пока без кода)…
Попробуйте проанализировать поток за несколько минут, лучше графически…

PS Посмотрите осциллографом на питание вдоль шины 3V3 от источника и до чипа

[Yuri222]

worldmasters, у него куча ног GND, а их подключение кмк разбросано по плате.
Конденсатор фильтрующий С3 основного питания (аналоговой части датчика) - на шине питания близко к питающей ноге, а его второй вывод (GND) - идет хз куда-то вдаль, если верить картинке.

разместили уже ближе некуда

то, что физически находится близко от микросхемы - еще не значит, что находится электрически близко.
Я бы все ноги GND соединял под брюхом микры, туда же (к этому полигону) - и ноги фильтрующих конденсаторов подключал.
Можете сверху проводками (поверх корпуса) припаять 0,1 мкФ не хуже X5R, прямо на ноги (пары) питания и GND.
По даташиту непонятно, какие выводы являются GND аналоговой части (то ли 12-13, то ли 16, а может быть все эти ноги. Если есть кит на этой микре - можно посмотреть, как разведена плата там (но не всегда на китах это бывает сделано оптимально).

А как бороться с помехами по питанию от процессора - разводить питания раздельно (можно и фильтрующее что-нибудь поставить, для эксперимента - применить отдельный малошумящий LDO на платке-макетке сверху припаять,
также проследить, чтобы по цепи GND датчика не проходили шумные "цифровые" возвратные токи - т.е. эта земля должна быть либов стороне от шумных цифровых соседей, либо изолирована от их земли (но с учетом - чтобы не образовывалось контуров-антенн).
Как-то так...


ЗЫ как вариант - спаять эту микросхему отдельно на маленькой платке или чисто проводками и подключить проводками же к питанию и микроконтроллеру.

[zoog]

Желательно очень применить качественные керамические конденсаторы

Это какие? np0?) чем плохи y5v? Афаик если тп диэлектрика не указан - то пойдёт любой, падение ёмкости в 5 раз неекритично.

и электролит тоже не абы какой

А если абы какой, с ненормированным ЭПС (по факту лишьв 2..4 раза больше, чем у lowESR серий) и никаким рипплом? Что случится?

чтобы по цепи GND датчика не проходили шумные "цифровые" возвратные токи

Там шумы могут достигать уровня, способного нарушить передачу данных??

Если шо, это просто ‹del›банан‹/del› вопросы, не попытка опровергнуть что-то.

[Yuri222]

чем плохи y5v

ну не нравятся они мне, тем более что X5R сейчас недорого стоят.
И да, емкость если сильно падает, то и фильтрующие качества уменьшаются.
электролит - сам по себе имхо может шуметь (при небольшой емкости, возможно, это не так критично).

Там шумы могут достигать уровня, способного нарушить передачу данных?

внутри корпуса находятся: аналоговый датчик + усилитель (тоже аналоговый) + АЦП, помехи по их питанию могут исказить аналоговый сигнал внутри микросхемы.

[worldmasters]

Попробуйте проанализировать поток за несколько минут, лучше графически…

Эта идея была. Но проблема вытащить данные с него на комп. По идее данные с него идут на другой, ограниченный по мощностям модуль. А в стм отладчике отображение массивов это что то с чем то. Все блоками поделено. Даже не представляю каким бы образом можно было считать за несколько минут данные.
А так то очень тоже бы хотелось посмотреть.

PS Посмотрите осциллографом на питание вдоль шины 3V3 от источника и до чипа

эх .. осцилограф осфилограф ... )))

Я бы все ноги GND соединял под брюхом микры, туда же (к этому полигону) - и ноги фильтрующих конденсаторов подключал.

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

Можете сверху проводками (поверх корпуса) припаять 0,1 мкФ не хуже X5R, прямо на ноги (пары) питания и GND.

Попробую конечно.

Если есть кит на этой микре

Так это обычный аксель, зачем к нему кит. На сайте СТ не нашлось такого. Только китайские платки лежат но там напихано везде по разному.

А как бороться с помехами по питанию от процессора - разводить питания раздельно (можно и фильтрующее что-нибудь поставить, для эксперимента - применить отдельный малошумящий LDO на платке-макетке сверху припаять,
также проследить, чтобы по цепи GND датчика не проходили шумные "цифровые" возвратные токи - т.е. эта земля должна быть либов стороне от шумных цифровых соседей, либо изолирована от их земли (но с учетом - чтобы не образовывалось контуров-антенн).

Чет слишком много внимания к обычному акселю )))неужели это самый капризный из всех существующих акселерометров.