阿良的嵌入式系統技術學習區: 2月 2022

2022年2月17日星期四

【 DFROBOT SKU:SEN0165 ORP氧化還原度感測器之sample code重點部分分析記錄】

延續上一篇的【DFROBOT SKU:SEN0165 ORP氧化還原度感測器之訊號處理電路設計分析】文章，這邊主要來延續介紹這款感測器套件之官方sample code重點部分分析記錄，某些較容易看出的部分就先暫時省略過。

註解: 這裡是隨意拿紙來寫的簡單計算過程，下標符號大小寫並不嚴謹，請見諒~

上篇文章主要介紹的簡易電路分析計算過程 (使用克希荷夫電流定律)

註解: ORP是Oxidation-Reduction Potential的縮寫，表示溶液的氧化還原電位

該感測器套件的MCU端的軟韌體sample code於該DFROBOT SKU:SEN0165 ORP氧化還原度感測器感測器套件之官方說明網頁

(...省略部份)

#define VOLTAGE 5.00 //system voltage

(...省略部份)

orpValue = ((30*(double)VOLTAGE*1000)-(75*avergearray(orpArray, ArrayLenth)*VOLTAGE*1000/1024))/75-OFFSET;

//convert the analog value to orp according the circuit

注意上面的code的VOLTAGE我故意用兩個不同的顏色標記(紅色、藍色)是有原因的，看完下面內容就會知道。

其實可由下圖推導整理看出，上述code的orpValue就是如同其變數名稱，就是要還原出sensor端子輸出電壓訊號 (未經訊號處理電路模組處理的原始感測器輸出電壓訊號值) 的值，並且透過UART印出該值的字串形式以便觀看。

眼尖的看倌一定會發現其實主要是這款感測器套件的官方sample code寫得太長，其實不需要寫這麼長

sample code之中的1000就是K (1K)；

sample code之中VOLTAGE/1024的部分，基本上就是ADC step voltage，而avergearray(orpArray, ArrayLenth)就是經過一些平均處理後的Vout

那為何上面的code的VOLTAGE故意用兩個不同的顏色標記?

要注意這個sample code可能比較是針對是Atmage328p(或其它ADC的類比輸入範圍電壓Vref預設為5V的) MCU based 的Arduino，所以sample code是把提供給感測器輸出訊號處理電路模組的電壓以及你使用的ADC step voltage的Vref看成是一樣的。但實際上這兩者在實際應用上可能不同，例如你的嵌入式處理器晶片如果是用吃3.3V的，而卻又供5V給感測器輸出訊號處理電路模組，那麼情況就與sample code去define同一個VOLTAGE的狀況不同了。

舉例來說，從電路分析式子可以看出，假設你所使用的MCU/SoC內的ADC(或者外接的獨立的ADC IC)的Vref是3.3V，而若提供給感測器輸出訊號處理模組的電源則是5V的話，其實上面兩個VOLTAGE可能必須是不同的值，

第一個(30*(double)VOLTAGE*1000)的VOLTAGE是你提供給感測器訊號模組的電源電壓；

而後面的(75*avergearray(orpArray,ArrayLenth)*VOLTAGE*1000/1024)裡面的VOLTAGE/1024這個部分就是就是你所使用的MCU/SoC內的ADC(或者外接的獨立的ADC IC)的step voltage，所以其實這個(第二個)VOLTAGE就是ADC的類比輸入範圍電壓(Vref)。而1024就是精度10 bits的ADC的狀況 (如果你用的ADC的精度不同就要改)。

但如果你所使用的MCU/SoC內的ADC(或者外接獨立的ADC IC)的類比輸入範圍電壓Vref就等同提供給感測器輸出訊號處理模組的電源的話 (就如同sample code預設的情況)，那就如同sample code一樣去定義VOLTAGE是同一個值即可。

如果這兩篇文章你有看懂，就會發現，說穿了，上述sample code中的((30*(double)VOLTAGE*1000)-(75*avergearray(orpArray, ArrayLenth)*VOLTAGE*1000/1024))/75-OFFSET; 如果理解電路以及sample code的目的、原理和計算，其實sample code的這行code是可以簡化成另一種寫法，不一定要寫成這麼長，看倌們看懂了嗎?

(hint: 重點在上一篇文章的計算結果和這篇文章的計算結果，根本就是一樣的嘛，根本沒必要把這行code寫得如此落落長)。

此外，補充一下，這感測器套件的感測器輸出訊號處理電路模組中的LM2662M是一顆Switched Capacitor Voltage Converter IC(可參見TI的官方Datasheet ，部分如下圖)

TI LM2662M Datasheet

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孫文良 (阿良的嵌入式系統技術學習區)

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2022年2月9日星期三

因友人介紹，近期有台大電機系教授洽詢合作! 很歡迎學術界和產業界多方合作交流喔!

如下圖，近期因朋友李博士的介紹，所以有台灣大學電機工程學系的教授來討論合作。

回顧這幾年，我大多都是針對業界工程師開課輔導，幾年前自從聯發科(晨星半導體)離開回到南部後，主要回成大幫忙帶產學合作案(同時在他們合作的中小企業公司擔任顧問)，當時在成大也有掛計畫下的臨時人員 (同時也算是合作的成大教授的顧問腳色)。

目前也還是有在接觸大學/學術界，多方交流&合作，目標理想還是希望促進減少學用落差、幫助台灣社會及產業發展。同時也推廣技職教育，也希望台灣的技職教育能正常化、特色化，走出自己的一條路。

都很歡迎交流討論任何合作模式，若有合適的合作機會的話，我都會盡量提供真心的建議和實際經驗。