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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kapazität bei Sensorleitungen


Autor: Tobias W (Gast)
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Hallo,

Ich verwende an einem PIC 16F877 die Analogeingänge zum Auswerten von 6 
LM 234Z Sensoren. ( erhältlich beim R )
An den Eingängen des ADC sind pro Kanal noch 2 Widerstände angeschaltet, 
sodass sich bei Erwärmung des Sensors um 1K die "Auszuwertende" Spannung 
um 10mV ändert: Temp steigt um 10°C, Spannung am ADC steigt um 10mV an. 
( siehe Anhang )

Die Schaltung funktioniert so ziemlich gut.

Problematischer wird es dann mit der Sensorleitung.
Bei meinem Projekt verwende ich insgesamt 6 Stück Sensoren. Diese sind 
je direkt an eine 3x0,14 Steuerleitung ( ungeschirmt ) angelötet.
Die Leitungslänge beträgt 4x 11m und 2x 23m!
Bei den 11 metern habe ich kaum Schwankungen des Rechenergebnisses, max 
spring der ausgegebene Temperaturwert um 0,5°C, für meine Anwendung mehr 
als ausreichend.
Bei den 23m allerdings schwankts dann schonmal um 20-30°C, also viel zu 
viel.
Liegt meiner Erkenntnis nach an der langen Leitung und der daraus 
resultierenden Eigenkapaztät. ( Eine geschirmte Leitung erbracht auch 
keine Besserung! ).

Deshalb meine Frage an euch; Mit welchen Tricks könnte man arbeiten um 
diesen Kapazitätseinfluss soweit zu minimieren, dass ich keine allzu 
großen Störungen mehr auswerte?

mfg
Tobias

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Tobias W (Gast)

>Bei den 23m allerdings schwankts dann schonmal um 20-30°C, also viel zu
>viel.

Da fängst du dir wahrscheinlich schöne 50 Hz Störungen ein.

>Deshalb meine Frage an euch; Mit welchen Tricks könnte man arbeiten um
>diesen Kapazitätseinfluss soweit zu minimieren, dass ich keine allzu
>großen Störungen mehr auswerte?

Es ist nicht die Kapazität, es sind Störeinkopplungen, wahrscheinlich 
durch Masseschleifen. Mit geschirmtem Kabel sollte es besser werden, 
allerdings sollte der Schirm auf Masse gelegt werden. Ist dein Sensor 
auch isoliert und liegt nicht aus Versehen irgendwo an geerdeten 
Metallteilen?

MfG
Falk

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Sensoren mit Stromausgang sind hochohmig und damit ideal zum Einfangen 
von Störungen.

Besser sind da Sensoren mit niederohmigem Spannungsausgang, z.B. LM335 
und man braucht auch keine Präzisionswiderstände mehr.

Noch besser sind Sensoren mit Digitalausgang, z.B. DS18B20. Dann 
entfällt sämtliche Rumrechnerei und Kalibration.


Peter

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Peter Dannegger (peda)

>Sensoren mit Stromausgang sind hochohmig und damit ideal zum Einfangen
>von Störungen.

Naja, wiederspricht das nicht ein wenighe dem allgemeinen Konsens, das 
Stromschnittstellen störUNempfindlicher sind?

Temperatursensor

>Besser sind da Sensoren mit niederohmigem Spannungsausgang, z.B. LM335
>und man braucht auch keine Präzisionswiderstände mehr.

Siehe oben.

>Noch besser sind Sensoren mit Digitalausgang, z.B. DS18B20. Dann
>entfällt sämtliche Rumrechnerei und Kalibration.

Sicher, löst aber das Problem nicht.

- R_L sollte nah am uC sein, dann braucht man auch nur zweiadriges Kabel
- Parallel zu R_L 100nF nah am uC schalten.

MFG
Falk

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk Brunner wrote:
> Naja, wiederspricht das nicht ein wenighe dem allgemeinen Konsens, das
> Stromschnittstellen störUNempfindlicher sind?

Was fürn Konsens???

Und warum werden dann hauptsächlich Spannungsschnittstellen verwendet?

Die Stromschnittstelle (4..20mA) in Steuerungen hat nur den Grund, daß 
Spannungsabfälle an den Leitungen nicht stören und der Sensor mit 
gespeist werden kann.
Sie wird allerdings nicht für hohe Genauigkeiten (max 8Bit) eingesetzt.


Peter

Autor: Tobias W (Gast)
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@ Falk:

Die Sensoren wurden von mir mit Klarlackt umhüllt und anschließend 
säuberlichst mit Schrumpfschlauch eingehüllt bis zum "kopf" ( TO-92 
Gehäuse ).
An Metallteilen können sie gar nicht liegen, da ich auf einer Werkbank 
mit Holzarbeitsplatte arbeite, daher schließe ich das damit aus.
Eine geschirmte Leitung habe ich auch schon probiert, brachte aber kaum 
Änderung. Dabei habe ich die Schirmung auf Masse gelegt, direkt am LM 
7805.

Den DS18S20 habe ich mir auch schon angesehen. Fraglich ist dann halt 
wieder ob die digitalen Daten über eine Länge von 23m einwandfrei 
übertragen werden können. Leider lässt der relativ hohe Preis auch nicht 
aus.

R_L liegen etwa max. 10cm auf der Platine vom PIC weg. Den Tipp mit dem 
Kondensator werde ich mal ausprobieren, danke. Wie aber meinst du das 
mit den 2 adrigen Kabel? Ich habe ja trotzdessen 3 Pins am Sensor die 
ich auf die Platine hinziehen muss. Von daher sehe ich da keinen 
Ausweg?!

Stromsensoren wären mir auch lieber gewesen, nur habe ich ehrlich gesagt 
keine vernünftigen gefunden.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Peter Dannegger (peda)

>Und warum werden dann hauptsächlich Spannungsschnittstellen verwendet?

Weil Stromschnittstellen in gewisswer Weise aufwändiger sind und 
"Probleme" mit dem Massebezug haben.

>Die Stromschnittstelle (4..20mA) in Steuerungen hat nur den Grund, daß
>Spannungsabfälle an den Leitungen nicht stören und der Sensor mit
>gespeist werden kann.

Unter anderem.

>Sie wird allerdings nicht für hohe Genauigkeiten (max 8Bit) eingesetzt.

Wenn das mal kein Irrtum ist. Verdammt viele Industriesensoren sind mit 
4-20mA Schnittstelle ausgerüstet, und dort mit weit besserer Genauigkeit 
als 8 Bit, eher 12 Bit++


@ Tobias W (Gast)

>R_L liegen etwa max. 10cm auf der Platine vom PIC weg.

Passt.

>Wie aber meinst du das
>mit den 2 adrigen Kabel? Ich habe ja trotzdessen 3 Pins am Sensor die
>ich auf die Platine hinziehen muss. Von daher sehe ich da keinen
>Ausweg?!

???
Dein Rset kann direlt am Sensor platziert werden. Dann bleiben nur noch 
die Anschlüsse/Signale +Vin und V-, welche per Kabel zum PIC gezogen 
werden müssen.

>Stromsensoren wären mir auch lieber gewesen, nur habe ich ehrlich gesagt
>keine vernünftigen gefunden.

???
Du HAST einen Stromsensor. Und der ist schon OK.

MFG
Falk

Autor: Arno H. (arno_h)
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Hallo,
der Datenblattauszug deutet doch die Möglichkeit an, den RL auf die 
Auswerteplatine zu setzen und so mit einer verdrillten Zweidrahtleitung 
auszukommen.
Viel mehr kannst du im DC- und NF-Bereich gegen magnetische 
Störeinflüsse eh nicht machen, zusätzlich würde ich eine einseitig 
geerdete Abschirmung vorsehen.
Zwar schon etwas älterer, aber IMHO trotzdem empfehlenswerter Lesestoff:
EMV-gerechtes Gerätedesign - Georg Durcansky.

Arno

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