Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Öldrucksensor mit ESP8266 auslesen


von EDV M. (edv_m)


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Moin,

ich möchte gerne bei einem alten Traktor (12 Volt) u.a. den Öldruckgeber 
mit einem ESP8266 / ESP32 (erstmal betrieben mit einer Powerbank) 
auslesen.

https://www.ezt-autoteile.de/vdo-druckgeber?fbclid=IwAR1fDWi5lv4VcXuHV4JPbZ3Pz4CEysAVqrttOiF5qQpZxlsCHXYkMDCaRzM

Widerstandskennlinie 5 Bar Druckgeber:
0 bar  -  10 Ohm
1 bar  -  48 Ohm
2 bar  -  82 Ohm
3 bar  - 116 Ohm
5 bar  - 184 Ohm

Ich bin Laie, werde aber von einem Bekannten unterstützt (bin sehr 
dankbar dafür).

Dieser hat folgende Zeichnung angefertigt. Es sind aber noch Fragen 
offen.

Hier sind sicherlich einige Experten, die Feedbacks, Anregungen und 
Bewertungen haben.

Würde mich freuen, wenn das "Projekt" es in die Praxis schafft!
Danke schonmal für eure konstruktive Hilfe!

von Thomas G. (Firma: Frickelhauptquartier) (taximan)


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Wofür ein ESP? Ein Attiny 85 reicht aus.

von Helmut -. (dc3yc)


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Thomas G. schrieb:
> Wofür ein ESP? Ein Attiny 85 reicht aus.

Nonsens! Kann der Attiny WLAN?

von EDV M. (edv_m)


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"Oberziel" bzw "Traum" - aber Step by Step - ist eine Art digitales 
Armaturenbrett - sowohl auf dem Handy als auch mit einem Display 
abgegeben).
Wenn das mit dem Öldrucksensor funktioniert, sollen weitere folgen... 
Temperatursensor, Kontroll-Leuchten, Drehzahlmesser,....)

Aber wie gesagt Step by Step.

Daher hier nun erstmal der Fokus auf dem Öldrucksensor

von Hans (piaggio)


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Der Sensor verhält sich im Bereich 1...5bar linear.
Da bietet es sich an, einen konstanten Strom (z.B. 10mA) durchzuschicken 
und die Spannung zu messen.
Den Bereich unter 1 bar kann man rechnerisch nachbessern.
Genauigkeit und Auflösung sollten für diesen Zweck eigentlich 
ausreichen?

von Udo S. (urschmitt)


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EDV M. schrieb:
> ist eine Art digitales
> Armaturenbrett - sowohl auf dem Handy als auch mit einem Display
> abgegeben

"Würg". Aber naja, die Geschmäcker sind verschieden.

Ein alter Traktor bedeutet normalerweise Dreck, Vibrationen und Wasser.
Es gibt schöne passende alte Instrumente samt Sensoren für solche 
Traktoren, die auch bei den genannten Bedingungen für Jahrzehnte 
zuverlässig funktionieren. Ob das dein digitales Trecker-Smarthome auch 
kann?

Noch als Hinweis. Mit deiner Digital-Spielerei könnte es sein, dass dir 
der TÜV ein H Kennzeichen verweigert.

von Udo S. (urschmitt)


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Zu deiner Schaltung:
Ich verstehe die Eingangsbeschaltung mit einer Art symmetrischen Brücke 
nicht wirklich.
Ausserdem kann der LM358 nur bis 2V unterhalb seiner positiven 
Eingangsspannung arbeiten. Also bei 3,3V Versorgung nur bis 1,3V.
Diese Beschränkung verletzt die Eingangsschaltung schon.

Ich würde den Sensor eher ratiometrisch messen.
Siehe hier in der DES FAQ:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

von Thomas G. (Firma: Frickelhauptquartier) (taximan)


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Helmut -. schrieb:
> Thomas G. schrieb:
>> Wofür ein ESP? Ein Attiny 85 reicht aus.
>
> Nonsens! Kann der Attiny WLAN?
Ich entdecke da keine Forderung nach WLAN, OK kann man machen, aber 
wozu?

von Udo S. (urschmitt)


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Thomas G. schrieb:
> Ich entdecke da keine Forderung nach WLAN

Verbindung zu einem Handy
Siehe:

EDV M. schrieb:
> "Oberziel" bzw "Traum" - aber Step by Step - ist eine Art digitales
> Armaturenbrett - sowohl auf dem Handy als auch mit einem Display
> abgegeben).

von Rainer D. (rainer4x4)


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Udo S. schrieb:
> "Würg". Aber naja, die Geschmäcker sind verschieden.
>
> Ein alter Traktor bedeutet normalerweise Dreck, Vibrationen und Wasser.
> Es gibt schöne passende alte Instrumente samt Sensoren für solche
> Traktoren, die auch bei den genannten Bedingungen für Jahrzehnte
> zuverlässig funktionieren.
Jepp, das war auch mein erster Gedanke! Aber gut, weshalb zuverlässig 
und langlebig wenns auch anders geht. Und wozu der Schwachsinn aufm 
Handy? Fährt der Trecker draussen alleine rum?
Na ja, und die Problematik H-Kennzeichen hattest Du ja schon erwähnt.

von Thomas G. (Firma: Frickelhauptquartier) (taximan)


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Verbindung zu einem anderen Display tauchte natürlich wieder nur 
scheibchenweise auf; sind die dann nicht über BT gekoppelt?
https://www.roboter-bausatz.de/p/ble4.0-bluetooth-modul (erster Treffer)

von Sebastian W. (wangnick)


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EDV M. schrieb:
> Dieser hat folgende Zeichnung angefertigt. Es sind aber noch Fragen
> offen.

Erste Frage für mich wäre warum der ESP8266 mit +5V versorgt wird. Das 
wird ihn wohl grillen.

Zweite Frage warum der OPA-Ausgang an einen digitalen Eingang des 
ESP8266 geführt wird. Es soll doch der ADC benutzt werden, oder?

LG, Sebastian

von Manfred P. (pruckelfred)


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> Ich verstehe die Eingangsbeschaltung mit einer Art symmetrischen Brücke
> nicht wirklich.

Wieso überhaupt den Operationsverstärker? Ich sehe keinen Grund, den 
Fühler nicht direkt an den ESP zu klemmen, simpel mit einem Widerstand 
nach Plus.

Udo S. schrieb:
> Ich würde den Sensor eher ratiometrisch messen.
> Siehe hier in der DES FAQ:
> http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32

von Thomas G. (Firma: Frickelhauptquartier) (taximan)


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Manfred P. schrieb:
>> Ich verstehe die Eingangsbeschaltung mit einer Art symmetrischen Brücke
>> nicht wirklich.
>
> Wieso überhaupt den Operationsverstärker? Ich sehe keinen Grund, den
> Fühler nicht direkt an den ESP zu klemmen, simpel mit einem Widerstand
> nach Plus.
>
Wobei zu bedenken ist, dass die maximale Eingangsspannung 1 (ein) Volt 
nicht überschreiten darf.

Ich denke mal, der TO hat genug zu tun, wenn er den Öldruck auf einen 
Bargraphen angezeigt (LM39xx oder LCD) bekommt.

von Peter F. (toto)


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EDV M. schrieb:
> Dieser hat folgende Zeichnung angefertigt. Es sind aber noch Fragen
> offen.

Die da wären?
Die Eingangsbeschaltung ergibt für mich überhaupt keinen Sinn. Soll das 
ein nichtinvertierender Verstärker werden?

Was möchte man idealerweise am Eingang des ADC, um die volle Auflösung 
zu erhalten? Beim niedrigsten benötigten Messwert(0Bar?) 0V. Beim 
höchsten Wert(5Bar) die ADC Referenzspannung(3.3V).

Hans schrieb:
> Der Sensor verhält sich im Bereich 1...5bar linear.
> Da bietet es sich an, einen konstanten Strom (z.B. 10mA) durchzuschicken
> und die Spannung zu messen.
> Den Bereich unter 1 bar kann man rechnerisch nachbessern.
> Genauigkeit und Auflösung sollten für diesen Zweck eigentlich
> ausreichen?

Das wäre auch mein Ansatz. Um den Offset abzugleichen gibt es auch eine 
einfache Möglichkeit.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler#Spannungsteiler_mit_Biaskorrektur
Sieht kompliziert aus, ist es aber nicht, wer zu faul zum rechnen ist, 
einfach die Exeltabelle runterladen.

Rainer D. schrieb:
> Jepp, das war auch mein erster Gedanke! Aber gut, weshalb zuverlässig
> und langlebig wenns auch anders geht. Und wozu der Schwachsinn aufm
> Handy? Fährt der Trecker draussen alleine rum?

Der Wille ist dem Mensch sein Himmelsreich. Warum auch nicht? Ist doch 
ein schönes Projekt um zu lernen.

von Chris K. (kathe)


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Welcher Oldtimer Trecker hat 5 bar Öldruck?
z.B. Granit 500 - 0,2 - 0,5 bar
Ohne zu Wissen welcher Trecker das ist könnte der Sensor auch um Faktor 
10 falsch ausgewählt sein.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas G. schrieb:
> Wobei zu bedenken ist, dass die maximale Eingangsspannung 1 (ein) Volt
> nicht überschreiten darf.

Mit 2.7kΩ als Vorwiderstand ist das nicht wirklich ein Problem.
Die Versorgung muss man allerdings auch noch messen, um zu einer 
(möchtegern) ratiometrischen Messung zu kommen.

von Stephan F. (sfre07)


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Hallo.
Aus einem anderen Forum habe ich einen Tip bekommen das man es mit einer 
Konstantstromquelle an einem ESP32 machen könnte. (der Analogeingang 
kann hier 0-3,3V)
Rein rechnerich hört sich das gut an....jedoch bin ich nicht sicher, 
welche Diode die D1 sein muss.
auch weiss ich nicht was die Maximale Spannung am Eingang des mc sein 
wird. Rechnerich könnte das ja noch höher gehen, wenn der Widerstand 
größer wird, jedoch habe ich doch nur 3,3V angelegt vor dem LM334..
welche Tips habt ihr da noch...?

von Peter F. (toto)


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Stephan F. schrieb:
> Aus einem anderen Forum habe ich einen Tip bekommen
Den Tip hast du hier aber auch bekommen, unter anderen von mir.

Warum nimmst du denn für den Konstantstrom einen so komischen Wert? 
Wähle den Strom doch so, dass beim höchsten Druck der Auftreten kann die 
ADC-Referenzspannung(3.3V) am Sensor abfällt.

Bsp. bei 5Bar>>184 Ohm.
I=U/R
I= 3.3V/184 Ohm
I=0,018 Ampere.
Damit fällt allerdings der LM334 als Konstantstromquelle aus. Der kann 
nur bis 10mA.
Ich bin auch kein Profi, aber ich würde die Konstantstromquelle mit 
einem LM317(Google)aufbauen.Einfacher geht es fast nicht. Den du dann 
aber mit mind. 5V versorgen musst.
So hast du zwar nicht die volle Auflösung und zwischen 0 und 1 Bar ist 
es nicht ganz linear, aber für eine Trecker Ödrucksensor sollte es 
reichen.

von Stephan F. (sfre07)


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Peter F. schrieb:
> Stephan F. schrieb:
>> Aus einem anderen Forum habe ich einen Tip bekommen
> Den Tip hast du hier aber auch bekommen, unter anderen von mir.
Hallo Peter. Nun das mag sein das du den Tip auch gegeben hast, ich habe 
das in mehreren Foren "gestreut", da ich möglichst viele Ansätze 
bekommen möchte um es dann final so zu realisieren wie es für mich am 
"universelsten" ist, aber auch noch nicht die Mengen an Geld kostet.
>
> Warum nimmst du denn für den Konstantstrom einen so komischen Wert?
Na das war aus einem Beispiel in dem der Kollege einfach widerstände 
genommen hat die "üblich" sind. durch die beiden Widerstände 15/150 
ergab sich dann so ein krummer konstantstrom.

> Wähle den Strom doch so, dass beim höchsten Druck der Auftreten kann die
> ADC-Referenzspannung(3.3V) am Sensor abfällt.
Ja das würde ich machen sobald ich die Schaltung verstanden habe. Die 
mit dem LM334 habe ich nur bedingt verstanden, da dort ein Faktor drin 
ist den ich nicht verstehe wo der her kommt. Daher kommt mir vielleicht 
dein Ansatz hier entgegen. Ich muss mich über den LM317 auch noch 
informieren..
>
> Bsp. bei 5Bar>>184 Ohm.
> I=U/R
> I= 3.3V/184 Ohm
> I=0,018 Ampere.
> Damit fällt allerdings der LM334 als Konstantstromquelle aus. Der kann
> nur bis 10mA.
> Ich bin auch kein Profi, aber ich würde die Konstantstromquelle mit
> einem LM317(Google)aufbauen.Einfacher geht es fast nicht. Den du dann
> aber mit mind. 5V versorgen musst.
> So hast du zwar nicht die volle Auflösung und zwischen 0 und 1 Bar ist
> es nicht ganz linear, aber für eine Trecker Ödrucksensor sollte es
> reichen.
Ja deine Lösung werde ich in jedem Fall mal durchspielen / rechnen.

btw: ich habe von anderen noch die Empfehlung bekommen eine Wheatstone 
Brücke zu nehmen, das habe ich mir gerade "angelesen" und denke das ich 
auch alle Werte ausrechnen kann und somit alles dimensionieren kann.
Die Spannungsmessung erfolgt ja dann zwischen J1 und J2 (Siehe Foto).
Vielleicht kannst Du ja da auch helfen?
.... Wie kann ich das dann an den Analogeingang eines ESP anschliessen 
der ja nicht beide PINs potentialfrei hat...?
LG

von Xanthippos (xanthippos)


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Solltest nicht so viel Arbeit in dieses Detail stecken, wenn du noch gar 
nicht weißt, ob dein Konzept so funktionieren wird.

Am besten erst mal einfach einen 330 Ohm Widerstand nehmen, damit die 
Spannung bei 5 Bar unter 1V bleibt. Und den Messwert so ungefähr 
umrechnen.

Dann alles auf Lochrasterplatine zusammen löten und schauen, ob du mit 
diesem Ansatz ein komplettes Armaturenbrett bauen kannst.

(Der AD-Wandler des ESP8266 ist eh nicht so doll. Der nimmt die 
schwankende Versorgungsspannung als Referenzspannung und hat zusätzlich 
noch ordentlich rauschen. Eine optimale Messbrücke bringt bei diesem 
Controller eh nichts.)

von Harald A. (embedded)


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Schade, dass hier immer wieder die Diskussion losbricht, welcher 
kleinere Prozessor für den Job reichen MUSS. Für Einzelstücke ist es 
doch völlig egal, man kann auch gut einen RPI nehmen, wenn dafür an dem 
anderen Ende die Weiterverarbeitung oder Visualisierung leichter fällt. 
Meinetwegen auch einen NVIDIA Jetson Orin AGX, wenn KI mit ins Spiel 
kommt oder der Traktor später autonom fahren soll :-)

Meine Meinung zu dem Thema: nimm nicht diese speziellen Sensor mit 
Widerstandsbrücke sondern einen industriellen Sensor mit vernünftiger 
Spannung- oder Stromschnittstelle. Das ist weniger nervig am Ende. Kann 
sein, dass es ein paar 10€ mehr kostet, die eingesparten Schmerzen 
werden es kompensieren.

: Bearbeitet durch User
von Wendels B. (wendelsberg)


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Rainer W. schrieb:
> Thomas G. schrieb:
>> Wobei zu bedenken ist, dass die maximale Eingangsspannung 1 (ein) Volt
>> nicht überschreiten darf.
>
> Mit 2.7kΩ als Vorwiderstand ist das nicht wirklich ein Problem.

Bis der Sensor oder dessen Verkabelung einen Wackelkontakt hat.

von Xanthippos (xanthippos)


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Harald A. schrieb:
> Meine Meinung zu dem Thema: nimm nicht diese speziellen Sensor mit
> Widerstandsbrücke sondern einen industriellen Sensor mit vernünftiger
> Spannung- oder Stromschnittstelle.

Wo wir gerade bei dem Thema sind...

Nach 2 Jahren kommst du sowieso zu dem Ergebnis, die Probleme liegen 
ganz wo anders: Rüttelei, Hochdruckreiniger, Kondenswasser, 
Spannungsspitzen... Mit Hobbyelektronik wird das nichts.

Aber bevor du hunderte von Euros ausgibst - baue erst mal irgend einen 
Prototypen, den du einen Winter lang benutzt.

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Harald A. schrieb:
> Schade, dass hier immer wieder die Diskussion losbricht, welcher
> kleinere Prozessor für den Job reichen MUSS. Für Einzelstücke ist es
> doch völlig egal

> Meine Meinung zu dem Thema: nimm nicht diese speziellen Sensor

Ist das Satire? Einen anderen Mikrocontroller sollen wir nicht 
empfehlen, aber du empfiehlst einen anderen Sensor. MUSS das sein? Ich 
bin ziemlich sicher, dass der Sensor den der TO sich da ausgesucht hat, 
für sein Einzelstück gut genug ist.

von Harald A. (embedded)


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Steve van de Grens schrieb:
> Ist das Satire? Einen anderen Mikrocontroller sollen wir nicht
> empfehlen, aber du empfiehlst einen anderen Sensor.

Lieber Steve, ich verstehe Deinen Einwand, jedoch:

EDV M. schrieb:
> ich möchte gerne bei einem alten Traktor (12 Volt) u.a. den Öldruckgeber

> Ich bin Laie

> "Oberziel" bzw "Traum" - aber Step by Step - ist eine Art digitales
> Armaturenbrett

In diesem Kontext empfiehlt es sich meiner Meinung nach nicht, einen 
kleineren Mikrocontroller vorzuschlagen, damit kommt er seinem Oberziel 
nicht nahe. Meine Kritik bezog sich auf das hier Forum übliche 
Geschacher, doch am liebsten alles mit NE555 lösen zu wollen, weil z.B. 
ein ATTINY viel zu mächtig sei.
Was man (meiner Meinung nach!) bei seinem "Oberziel" vorschlagen sollte 
ist die Vermeidung von unnötigen Detailproblemen, wie z.B. den Aufbau 
eines Drucksensors. In einem zuverlässigen Drucksensor steckt sehr viel 
Know-How. Er kann gerne einen Drucksensor entwickeln, sein Hauptziel ist 
aber offensichtlich ein anderes.

Insofern verstehe ich meinen Beitrag NICHT als Satire.

: Bearbeitet durch User
von Peter F. (toto)


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Stephan F. schrieb:
> .... Wie kann ich das dann an den Analogeingang eines ESP anschliessen
> der ja nicht beide PINs potentialfrei hat...?

Das Problem damit hast du schon erkannt. Dafür brauchst du entweder 
einen MC der Differnzspannung an seinen ADC Eingängen messen kann. 
Manche Atmel MC können das, der ESP glaube ich nicht. Oder eine externe 
Beschaltung, die den Massebezug wieder herstellt. Da bin ich aber 
überfragt.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Xanthippos schrieb:
> (Der AD-Wandler des ESP8266 ist eh nicht so doll.

Habe ich gelesen, selbst nicht getestet.

> Der nimmt die
> schwankende Versorgungsspannung als Referenzspannung

Deshalb wurde schon am Dienstag eine ratiometrische Messung empfohlen, 
aber offenbar von vielen Schreibern nicht verstanden.

> und hat zusätzlich noch ordentlich rauschen.

Das kann sogar positiv sein. Der Öldruck ändert sich aus Sicht des µC 
unendlich langsam. Da macht man Oversampling, also bildet aus ganz 
vielen Messungen den Mittelwert.

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