Hi Community, ich plane immernoch die beste (idealste) Verschaltung von einem 2-Draht Druckmessumformer, der ein SIgnal von 4-20mA (0-20 bar) liefert. Die Versorgung ist laut Datenblatt mit 8-36V angegeben. Als MC verwende ich einen Arduino Mega 2560 R3. Da ich bzw. der MC als Eingang ja max. 5V vertragen, muss ich mit der Spannung logischerweise runtergehen. Ich habe mir folgendes überlegt: Spannungsversorgung soll über ein DC-Netzteil mit 24V in den Sensor gehen. Am Ausgang des Sensors kommen maximal 20mA als Strom raus. Auf der GND-Leitung will ich dann einen 250 Ohm Widerstand in Reihe einlöten und vor, sowie hinter dem Widerstand die Spannung abgreifen, sprich die Leitung vor dem Widerstand in einen I/O Pin und nach dem Widerstand in den GND Pin vom Arduino. Leider sind meine E-technik Kenntnisse etwas eingerostet, sodass ich mir erhoffe, dass einer mein Vorhaben bestätigen oder dringend davon abraten kann! :) ... Gibt es sonst eine praktikable Lösung, den Druckmessumformer anzuschließen? Anbei habe ich schematisch den geplanten Messaufbau skizziert. Beste Grüße!
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Im Prinzip ist das so richtig. Allerdings solltest du noch ein wenig in den Eingangsschutz investieren (defekt des Transmitters, Überbrücken der Anschlüsse beim rumbasteln etc.)
> dass einer mein Vorhaben bestätigen oder dringend davon abraten kann! :)
Grundsaetzlich koennte das funktionieren, aber:
1. Du verlaesst dich darauf das dein Sensorgehaeuse potentialfrei
gegenueber GND ist. Das mag so sein und bei 4-20mA wuerde ich das auch
eher erwarten. Aber das solltest du trotzdem mal nachpruefen.
2. Beim an/abstecken kann es passieren das du 24V deinen Controllerpin
legst. Dagegen musst du dich absichern.
Olaf
Nibor T. schrieb: > Leider sind meine E-technik Kenntnisse etwas eingerostet, sodass ich mir > erhoffe, dass einer mein Vorhaben bestätigen oder dringend davon abraten > kann! :) Das ist schon ok so. Schau nochmal ins Datenblatt des Sensors, wie gross die Bürde (der 250 Ohm Widerstand) maximal sein darf, aber m.E. sollte das so klappen - mache ich zumindest genauso bei einen Drucksensor von Günthner. Ich verwende allerdings eine 125 Ohm Bürde, weil Günthner im Datenblatt maximal 200 Ohm erlaubt. Die Bürde habe ich aus einem 100 Ohm Widerstand in Reihe mit einem 50 Ohm Präzision Trimmer aufgebaut, um möglichst genau die 125 Ohm zu treffen und meine (2,5 Volt) Referenz für den MC besteht aus einem TL431. Der Haken bei der Anordnung ist, das ein etwaiger Überlauf, also mehr als 20mA, nicht gut erkannt werden.
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Hi, im Datenblatt ist für den 2-Leiter eine zulässige Bürde von: Rmax = [(UB–UB min) / 0,02A]Ω angegeben. Mit: Ubmin=8V | Ub=24V Ergibt laut meiner Rechnung eine Bürde von maximal 800 Ohm. Weitere Einflusseffekte laut Datenblatt: (Was muss ich da noch berücksichtigen) Hilfsenergie: 0,05 % FSO / 10 V Bürde: 0,05 % FSO / kΩ Zum Thema Absichern: Wie kann ich das ganze denn Sinnvoll absichern bzgl. dem Eingangsschutz? Besten Dank an dieser Stelle schon für die vielen Antworten zur frühen Stunde ;)
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Ich habe mal die Empfehlung meiner Vorposter in die Schaltung geschmiert. R2 könnte so zwischen 2,2k bis 10k liegen und C1 zwischen 1nF bis 22nF. R2 und C1 bilden allerdings einen Tiefpass. Wenn du sehr schnelle Änderungen erfassen willst, sollten C1 und R1 eher kleiner sein, wenn es gemächlich zugeht, können beide auch grösser werden. R2 ist ein Schutzwiderstand für den ADC Eingang und C1 glättet ein wenig und speichert den Wert für den ADC zwischen.
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Hi, also die Änderunge werden eher schnell stattfinden... Welche Aufgabe hat konkret der R2 Widerstand? (Man lernt nie aus :) ) Danke!!!
Nibor T. schrieb: > also die Änderunge werden eher schnell stattfinden... Wie schnell? > Welche Aufgabe hat konkret der R2 Widerstand? Zitat von Matthias: R2 ist ein Schutzwiderstand für den ADC Eingang
Nibor T. schrieb: > Welche Aufgabe hat konkret der R2 Widerstand? (Man lernt nie aus :) ) Matthias S. schrieb: > R2 ist ein > Schutzwiderstand für den ADC Eingang Was heisst denn 'eher schnelle' Änderungen des Messwertes? Wenn du da Frequenzen weisst, kannst du mittels der Formel für einen RC Tiefpass eine Kombination raussuchen, die diese schnellen Änderungen an den ADC durchreicht: http://www.didactronic.de/hptp.htm
Also die Änderung wird von 0-15 bar in ca. 5-10 Sekunden stattfinden, dann erfolgt eine "schlagartige" Entspannung und das ganze geht erneut los ... Achso zum R2: Wenn ich vor dem R2 jedoch maximal 5V habe, wie kann ich denn dann nach einem 2,2kOhm-Widerstand immernoch die 5V erreichen? Da fällt doch wieder eine Spannung ab, oder stehe ich jetzt auf dem Schlauch? :) Gruß
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Nibor T. schrieb: > Wenn ich vor dem R2 jedoch maximal 5V habe, wie kann ich > denn dann nach einem 2,2kOhm-Widerstand immernoch die 5V erreichen? Da > fällt doch wieder eine Spannung ab, oder stehe ich jetzt auf dem > Schlauch? :) Theoretisch hast du recht, aber der Eingangswiderstand des ADC ist erstens recht hoch, so das ein paar kOhm da nicht auffallen und zweitens wird C1 ja auf den Messwert aufgeladen und macht das Signal im Moment der Abtastung niederohmig. Nibor T. schrieb: > Also die Änderung wird von 0-15 bar in ca. 5-10 Sekunden stattfinden. Das ist also wahrlich nicht schnell. In diesem Fall kannst du gut und gerne 2,2k - 4,7k für R2 nehmen und 10nF für C1.
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Matthias S. schrieb: > Das ist also wahrlich nicht schnell. In diesem Fall kannst du gut und > gerne 2,2k - 4,7k für R2 nehmen und 10nF für C1. Ok, dann fürs Verständnis: Was ist denn dann "schnell"? :) Abgetastet soll jedoch mit 2-3 Takten pro Sekunde, damit man einen schönen Messverlauf erkennen kann...
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Sorry, ich hatte eine Falschinformation!!!! Der Druckverlauf findet innerhalb von < 1s statt. Ist das für euch nun immernoch langsam, oder wird es langsam "schnell"? :-D
Das ist immer noch langsam. Ich würde mir eher die Frage stellen wie genau du Messen mußt / willst ? 4 - 20 mA entspricht 2000 Punkten, (20.00mA) somit brauchst du mindestens 11 BIT aber dein ADC liefert dir nur 10. Also entweder verwendest du einen externen ADC oder einen anderen MC für die Messung z.B. http://www.ti.com/product/MSP430F2013
Also 0,1 bar-Schritte würden im ersten Zug reichen.... In Version 2 darf es dann genauer werden... ;)
Bernd N schrieb: > 4 - 20 mA entspricht 2000 Punkten, (20.00mA) Hmm, das ist mir jetzt nicht klar, ein 'Punkt' soll also 0,01mA darstellen, es ist aber gar nicht klar, wie genau der Druck erfasst werden soll. Wenn wir mal annehmen, das 0-20mA auf den ADC abgebildet werden sollen (dann hat man die Open Loop Erkennung mit bei), wären das mit dem 10-Bit Wandler des Mega 1024 Werte, entspricht also einer Schrittweite von etwa 0,0195mA. Perfekte Genauigkeit vorausgesetzt, sind das bei 4-20mA also noch etwa 820 Werte. D.h, der Druck kann also mit etwa 20/820 = 0,024 bar pro Schritt erfasst werden. Unvermeidlich sind natürlich Ungenauigkeiten beim Erfassen, aber für viele Anwendungen reicht so eine Auflösung. Man muss aber damit rechnen, das bei guten Aufbau, sauberer Referenz und AVCC die letzte(n) Stelle(n) springen, mitteln sollte man also immer.
Nibor T. schrieb: > Ok, dann fürs Verständnis: Was ist denn dann "schnell"? :) Manche verstehen darunter Megaherz; für andere ist alles unter einem Gigaherz "zappeliger Gleichstrom". :-) Als Techniker sollte man solche Ausdrücke am besten mit Zahlen untermauern.
Nibor T. schrieb: > Der Druckverlauf findet innerhalb von < 1s statt. Saug dir mal die Tiefpass Formeln aus dem o.a. Link rein und rechne mit einer Grenzfrequenz von 10Hz (0,1s Zeitkonstante), dann sollte das klappen und du kannst Werte für C errechnen. Dabei setzt du für R2 erstmal 3,3k an oder so.
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Seine 10 Bit reichen doch. Er schreibt ja nicht, welche Auflösung er braucht. So hat er ca. 15uA/Bit=> 19 mbar/ Bit. Sollte bei einem Messbereich von 20 bar ausreichen. War jemand schneller. Aber Matthias, die open loop Erkennumg macht er doch in seinem Controller. Bei 4 mA Strom hat er schon eine deutliche Spannung am Shunt. Wenn diese 0V ist, ist deie Schleife offem
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Nibor T. schrieb: > Ok, dann fürs Verständnis: Was ist denn dann "schnell"? :) Für den Hirndruck Monitor, den ich mal vor ewigen Jahren konstruiert habe, war 'schnell' etwa 100 Hz, um Herzschlag etc. mit zu erfassen und auch noch Welligkeiten und Artefakte zu erkennen. Für deine Anwendung und eine Abtastrate von etwa 2-3Hz ist 'schnell' also z.B. bei 20-40Hz. Deswegen hatte ich eine Grenzfrequenz von etwa 10Hz für den Tiefpass vorgeschlagen, aber selbstverständlich bist du frei, dir eine andere Frequenz auszusuchen und RC danach zu berechnen. Um den Strom in den ADC bei 36V auf unter 10mA zu begrenzen, sind für R rechnerisch 3,6 kOhm erforderlich, wobei die ersten 5V abgezogen werden können, weil die im erlaubten Bereich liegen. Deswegen schlug ich 3,3k vor. Andreas M. schrieb: > Aber Matthias, > die open loop Erkennumg macht er doch in seinem Controller. Bei 4 mA > Strom hat er schon eine deutliche Spannung am Shunt. Wenn diese 0V ist, > ist deie Schleife offem Sag ich ja, deswegen misst der ADC ja auch die 0-4mA mit. Liefert der ADC dann Werte unter etwa 200, ist die Schleife offen. Für den aktiven Bereich von 4-20mA bleiben dann noch etwa 820 Werte im Messbereich des ADC.
Hi, sorry, habe jetzt erst wieder Zeit gehabt mich hier zu melden. Ich habe mir den Ansatz der Tiefpassformel angeguckt. Wenn ich von einer Grenzfrequenz von 10Hz (1/10s) ausgehe, dann erhalte ich gemäß der Formel C = 10 /(2*PI*3300Ohm) eine Kapazität von 0,00048F ... Da komme ich aber nicht auf Nanofarad. Wo mache ich nun den Denkfehler? :) Besten Gruß
Shit, sorry! Ich sollte heute besser ins Schwimmbad gehen.... ;)
fg liegt für R=3,3kOhm und C=4,7µF schon ziemlich genau bei 10 Hz. Das ist aber alles recht unkritisch, so genau muss es nicht sein. 2,2µF oder 1µF tuns da auch. Wichtig ist es eher, einen einigermassen guten neuen Kondensator einzubauen, also keinen uralten aus dem Röhrenradio von Oma :-P Etwas höhere Spannungsfestigkeit (25V oder 35V) schadet sicher auch nicht.
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Mikro oder NANOfarad ... Ich habe ein onlinetool getestet, das gibt mir auch 4,8 NANOfarad aus ... Das ist schon ein unterschied ;)
Nibor T. schrieb: > Mikro oder NANOfarad ... Ich habe ein onlinetool getestet, das gibt mir > auch 4,8 NANOfarad aus ... Was hat die Welt bloß früher (tm) ohne Online Tools gemacht. Kopfrechnen ist heutzutage wohl mega out?
Kopfrechnen braucht man da nichtmal. Das sagt einem schon der Bauch, dass 3k3/4n7 und 10Hz nicht zusammenpassen :-)
H.Joachim S. schrieb: > Kopfrechnen braucht man da nichtmal. Das sagt einem schon der Bauch, Bauchrechnen?
Ich verstehe das Problem nicht ganz. Das kann man mit jedem Rechner ausrechnen, und wenn es auf dem Telefon ist. Die Formel ist fg = 1 / (6,28 x R x C) Setzt man da jetzt für R 3300 ein und für C 4,7E-6 (4,7 µF), dann kommt was knapp über 10 Hz (10,266) raus. Bekommt man was anderes raus, wirds wohl ein FDIV Bug sein.
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Hallo zusammen, der Thread ist zwar etwas "angestaubt" aber ich möchte genau dieses umsetzen. Hat das hingehauen um mit einem AtMega die Sensoren auszulesen ? Was natürlich spitze wäre: ein DemoScript zu bekommen das ich passend für den AtMega anpassen / kompilieren könnte. Bis dahin, Euch einen Schönen Abend wilbo
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