FDC2214电容检测芯片-液位检测(金属探针探测液面)方案分析
做医疗产品,样品或者试剂需要液位检测,出于个人爱好的原因,出了一版,在确认方案前仅供学习验证。
硬件设计
STM32F030F4P6 + FDC2214 ,考虑到小型化要求,均不使用外部晶振
实物图:
一直认为,类似这种把几个数字IC搭积木一样拼装起来根本算不上什么硬件设计,可是样板下来,LDO那边芯片使能竟然搞反了(上图原理图已改正),空间小,割铜完了再飞线,以防万一还黏了一坨热熔胶……
不过,初版硬件还是实现了预定目标,硬件调试OK,软件IIC顺利调通,跳变处理算法经过优化,液位识别准确,灵敏度通过软件可调。
软件设计
STM32CUBEMX HAL库,模拟IIC,示波器实测,采样速率调整到1KSPS。
在此过程中,有一些小插曲:
1. 虽然前期PCB考虑了不少手焊因素,但是电容检测IC、WQFN-16的封装手焊时候还是手抖!因为这是自掏腰包60RMB还只买了一片!
2. 选型之后,主要时间花在阅读FDC2214的芯片手册以及其他官方设计资料上了,枯燥的阅读理解,没有成果驱动,挺累
3. 后期调试模拟IIC时遇到寄存器底位接受不到的问题,这是由于主机ACK时序问题(手册未说明),试了多次才调通
4. 设计之初,我是想用两路探头,数值相减以屏蔽探针之前引线上的干扰,保证基平面数据稳定,可惜没时间也就不看结果了吧
5. STM32M0还不错,可以省不少上拉电阻,不过IIC我还是惯例加上去了………
5. 在液位判断的准确性与实时性上存在一定的矛盾,采样速率还有提高的空间,判断算法还有极大优化余地,目前在此戛然而止吧
最后,我想说,FDC2214可玩性很高,做液位监测只为了判断一个开关量真是大材小用!看到TI官方的许多参考设计挺好玩,如:冰层-雨-雪检测、隔离式液位传感器、水管防冻、接近感应,对了,此芯片是2018年TI电子大赛的选题之一,许多人做手势识别,也挺有趣吧。
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