Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drucksensoren an Raspberry Pi anschliessen


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von STANLY L. (stanly_l)


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Moin Leute,
ich möchte gerne 8(6) Drucksensoren(Zweileitertechnik) der Marke WIKA 
auslesen. Diese werden mit 24V betrieben und geben je nach Druck einen 
Strom zwischen 4mA und 20mA aus. Diese würde ich gerne als Werte in 
meinem Raspberry Pi Speichern. Bisher habe ich versucht mit einem 
Analog-Digital-Wandler(MCP3208) die Ströme über einen 130Ohm Widerstand 
zu messen. Solange ich nur einen Channel angeschlossen habe ging es. 
Leider sind beide ADC’s kaputtgegangen bei dem Versuch einen zweiten 
Channel zu mit einem Sensor zu verbinden. Ich suche jetzt halt nach 
einer Alternative um doch noch meine 8 Sensoren auslesen zu können. Ich 
hab auch ein kleines Budget dafür. 50€ sollte ich dafür ausgeben können.
Die Sensoren sind WIKA P30 2-Leiter Technik.
So wie es in dem Schaltplan steht konnte ich die Spannung noch messen, 
sobald ich jedoch einen zweiten Sensor angeschlossen habe(von 24V an den 
Widerstand R2) ist der ADC kaputt gegangen. In dem Schaltplan ist der 
Drucksensor als Widerstand angegeben.

von Dirk B. (dirkb2)


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Welche Werte haben denn die Widerstände R1 bis R4 und R9 bis R12?

von STANLY L. (stanly_l)


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R1 - R4 = 10 Ohm
R9 - R12= 130 Ohm

von Günni (Gast)


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Normalerweise müsste die Schaltung funktionieren. Wichtig ist dabei aber 
vor allen Dingne, dass die GND-Verbindungen einwandfrei sind. Auch 
sollte die 3,3 V Versorgungsspannung vor den 24 V der Sensorversorgung 
eingeschaltet werden. Viele Bausteine nehmen es nämlich übel, wenn schon 
eine Eingangsspannung anliegt, wenn ihre Versorgung eingeschaltet wird: 
"Latch-Up". Und obwohl die Spannung an den 130 Ohm Widerständen bei 
einem Strom von 20 mA nur maximal 2,6 V betragen dürfte, kann bei einer 
fehlerhaften Masseverbindung der 130 Ohm Widerstände (z.B. beim Aufbau 
auf einem Steckbrett) eine höhere Spannung an den Eingang des 
A/D-Wandlers gelangen und diesen zerstören. Deshalb zur Sicherheit an 
jeden Eingang des A/D-Wandlers eine 2,7 V - Zenerdiode anschließen. 
(Durch Toleranzen kann es sein, dass die Zenerdiode schon bei einem 
Eingangsstrom von 20 mA zu leiten anfängt und dadurch der obere Bereich 
etwas geschwächt wird. Aber eine Zenerdiode mit höherer Zenerspannung 
hätte eine geringere Schutzwirkung.)

Falls durch einen Kurzschluss im Sensor oder der Verdrahtung die 24 V 
Versorgung auf den Ausgang des Sensors gelangt, reichen aber alle 
Schutzmaßnahmen nicht mehr. Dann fließt bei Begrenzung der 
Eingangsspannung auf 2,7 V durch den 10 Ohm Widerstand ein Strom von 
2,13 A und der Widerstand "raucht ab" - ebenso wie die andere Schaltung, 
die für solche Ströme nicht ausgelegt sind. Deshalb die gesamte 
Schaltung vor Inbetriebnahme gründlich prüfen, sonst ist das Budget 
schnell aufgebraucht.

von Dirk B. (dirkb2)


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Du kannst den Gesamtwiderstand R1+R9 bis auf ca. 750 Ω bringen.

von Wolfgang (Gast)


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Dirk B. schrieb:
> Du kannst den Gesamtwiderstand R1+R9 bis auf ca. 750 Ω bringen.
Und dann? Wenn R9 mehr als 165Ω hat, bekommt der MCP3208 bei den 
maximalen 20mA mehr als 3.3V.

von Dirk B. (dirkb2)


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Wolfgang schrieb:
> Wenn R9 mehr als 165Ω hat,

Ich habe nicht geschrieben, dass R9 geändert werden soll.

von georg (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Und dann? Wenn R9 mehr als 165Ω hat, bekommt der MCP3208 bei den
> maximalen 20mA mehr als 3.3V.

Dann weiss er wenigstens, warum seine ADCs kaputt gehen...

Georg

von STANLY L. (stanly_l)


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Wenn ich eine Z-Diode anschliesse, dann kann ich ja garnicht mehr den 
niedrigdruckbereich messen(0,8V)

von ose (Gast)


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R1 - R4 = 10 Ohm
R9 - R12= 130 Ohm

sehe ich da was falsch, oder brätst du dem armen MCP ca. 20 V in die 
Inputs?

von ose (Gast)


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nein, tust du nicht, sorry...

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