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Topic: 12V Sensor auslesen (Read 2 times) previous topic - next topic

guntherb

Das Datenblatt, das du verlinkt hast, ist ja nun nicht wirklich aussagekräftig.
Das ist mehr eine Werbebroschüre, als ein Datenblatt.

Was vor allem fehlt, ist die Übertragungsfunktion. Also bei welcher Druckdifferenz wird welcher Strom ausgegeben?

Zur Genauigkeit:
in die Genauigkeit der Messung geht direkt die Genauigkeit der 5V des Arduino mit ein.
wenn die Arduino-Spannungsquelle also 10% hat, dann ist auch dein Messwert um 10% daneben.

Zum Schaltbild:
das vorhin gezeigte ist natürlich start schematisch.
da muß mindestens noch ein RC-Glied vor den AD.

Weiß jemand, ob der Arduino eine Schutzbeschaltung am AD hat? Oder geht der gleich in Rauch auf, wenn die AD-Eingänge eine zu hohe Eingangsspannung sehen?

Zu deiner Frage:

der Sensor ist eine Stromquelle.
Also abhängig vom gemessenen Druckwert, fliesen zwischen 4mA und 20mA durch den Sensor durch.

Dieser Strom erzeugt am Messwiderstand einen Spannungsabfall, den du mit dem Arduino mißt.
Die Versorgungsspannung, die am Sensor anliegt ist also: Externe Versorgung - Spannung am Messwiderstand.

Beispiel:
Externe Versorgungsspannung Vext=20V
gemessener Differenzdruck Pdiff = 100mBar  // entspricht 1m Wassersäule
Ausgangsstrom Isens = 10,4mA                    // falls der Sensor linear sein sollte

Spannungsabfall am Messwiderstand:  Um = 10,4mA * 220R = 2,288V

Versorgungsspannung am Sensor:  Uext - Um = 20V - 2,288V = 17,712V

Da dein Datenblatt keine genaue Auskunft über den Sensor gibt, würde ich mindestens 17V als externe Versorgung nehmen, dann sind die 12V auf alle Fälle eingehalten, und max 30V.

Gunther
Grüße
Gunther

sth77

Wäre es nicht überlegenswert, mit einem OpAmp einen Strom-Spannungswandler zu bauen?
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Strom-Spannungs-Wandler
Dann könnte man auch vorab mit dem Multimeter mal ne Kennlinie aufnehmen, ohne den Arduino bzw. dessen Eingang zu gefährden. Überspannung mag der nämlich nicht.
Mein Arduino-Blog: http://www.sth77.de/ - letzte Einträge: Teensy 3.0 - Teensyduino unter Window 7 - Teensyduino unter Windows 8

FromAtoD

#17
Aug 06, 2012, 06:24 pm Last Edit: Aug 06, 2012, 06:26 pm by FromAtoD Reason: 1
Servus guntherb!
Ich schreibe Dir einfach mal direkt drunter. Sonst weiß nachher keiner was sich auf was bezieht.


Zur Genauigkeit:
in die Genauigkeit der Messung geht direkt die Genauigkeit der 5V des Arduino mit ein.
wenn die Arduino-Spannungsquelle also 10% hat, dann ist auch dein Messwert um 10% daneben.


Ich werde den Sensor mit der Arduino Ausgabe mal messen.
Wert bei Leerem Tank. Wert bei vollem Tank. Dann habe ich den Bereich der sich verändernden Werte und passe da einfach die Variablen an.


Zum Schaltbild:
das vorhin gezeigte ist natürlich start schematisch.
da muß mindestens noch ein RC-Glied vor den AD.

"RC"?



der Sensor ist eine Stromquelle.
Also abhängig vom gemessenen Druckwert, fliesen zwischen 4mA und 20mA durch den Sensor durch.

Dieser Strom erzeugt am Messwiderstand einen Spannungsabfall, den du mit dem Arduino mißt.
Die Versorgungsspannung, die am Sensor anliegt ist also: Externe Versorgung - Spannung am Messwiderstand.

Beispiel:
Externe Versorgungsspannung Vext=20V
gemessener Differenzdruck Pdiff = 100mBar  // entspricht 1m Wassersäule
Ausgangsstrom Isens = 10,4mA                    // falls der Sensor linear sein sollte

Spannungsabfall am Messwiderstand:  Um = 10,4mA * 220R = 2,288V

Versorgungsspannung am Sensor:  Uext - Um = 20V - 2,288V = 17,712V

Da dein Datenblatt keine genaue Auskunft über den Sensor gibt, würde ich mindestens 17V als externe Versorgung nehmen, dann sind die 12V auf alle Fälle eingehalten, und max 30V.

Aha. Klingt einleuchtend. Ich kann natürlich auch ein 24V Netzteil dafür kaufen. Danke für den Hinweis und das Rechenbeispiel (!)

Allgemein wäre es natürlich einfacher, wenn es einen Wasserdrucksensor geben würde, der einfach 5V hat.
Anforderung ist eigentlich hierbei nur, dass er getaucht werden kann, d.h. die Kabel müssen schon dran und vergossen sein.
Falls da jmd. einen kennt => Immer her damit :)   Habe da schon etliche Shops durchsucht.

Dein Schaltplan sieht für mich nun schon verständlicher aus, da eben ein R vor dem analogen Eingang ist.
Der Kondensator ist mir fraglich (ist jetzt aber auch nicht weiter schlimm, den würd ich dann einfach so verbauen. Muss ja nicht alles bis ins Detail verstehen. Lediglich das mit dem Widerstand im 12V-Kreis ist mir fraglich....)

volvodani

Was hälst du vvon der Idee den Stand indirekt über einen Differenzdruckmessung zu machen also über einen unten offen angeschlossenen Schlauch bis oben hin dann einen Diffrenzdruckmesser ähnlich MPX4250. Damit misst du den "Überdruck im schlauch" gegenüber dem Atmospherendruck. Damit dürftest du ein ziemlich genauen Stand bekommen und du hast keinen Sensor in der Flüssigkeit. Und der Preis der Sensoren sind um 20€

Hoffe habe mich verständlich ausgedrückt
So ist das Leben:
Manchmal bis du das Denkmal, manchmal die Taube!

FromAtoD


Was hälst du vvon der Idee den Stand indirekt über einen Differenzdruckmessung zu machen also über einen unten offen angeschlossenen Schlauch bis oben hin dann einen Diffrenzdruckmesser ähnlich MPX4250. Damit misst du den "Überdruck im schlauch" gegenüber dem Atmospherendruck. Damit dürftest du ein ziemlich genauen Stand bekommen und du hast keinen Sensor in der Flüssigkeit. Und der Preis der Sensoren sind um 20€

Hoffe habe mich verständlich ausgedrückt


Hi! :)  Jepp, verstehe was Du meinst. Sowas ähnliches war auch schonmal im Einsatz. Die Lösung ist verdreckte jedoch immer wieder mal. War nicht zuverlässig und verursachte dann immer wieder größeren Folgeschaden  :~
Trotzdem Danke! :)

thewknd


Allgemein wäre es natürlich einfacher, wenn es einen Wasserdrucksensor geben würde, der einfach 5V hat.
Anforderung ist eigentlich hierbei nur, dass er getaucht werden kann, d.h. die Kabel müssen schon dran und vergossen sein.
Falls da jmd. einen kennt => Immer her damit :)   Habe da schon etliche Shops durchsucht.

Das gibt es...

Du könntest auch einen Sensor mit 0 - 10 V Spannungsausgang nehmen und an einen Spannungsteiler anschliessen. Damit Du 0 - 5V bekommst.
Oder dann ist auch noch "ratiometrisch" verbreitet, das ist 0.5 .. 4.5 V.
duemilanove / OSX & WIN
Arduino & Teensy: http://bit.ly/13rbdtQ

guntherb

#21
Aug 07, 2012, 08:20 am Last Edit: Aug 07, 2012, 08:58 am by guntherb Reason: 1
Eine Stromschnittstelle für Sensoren ist eine sehr bewährtes und in der Industrie weit verbreitetes Verfahren.

Es gibt keinen Grund, hieran was zu ändern. Dummerweise ist die funktionsweise einer Stromschnittstelle einfach schwieriger zu verstehen. Aber Sie funktioniert.
Und sie hat viele Vorteile: die Unabhängigkeit von der Genauigkeit der Versorgungsspannung, und vor allem die Störsicherheit.

"RC"?  

Sorry.  R = Widerstand;   C = Kondensator;   RC-Glied = Widerstands-Kondensator Glied zum Filtern von Störungen.
Das ist der Widestand und der Kondensator am Eingang des Arduino.
Beides sorgt für die Glättung des Signals, so dass der Arduino eine schöne gleichmäßige Spannung am Eingang anliegen hat, und kein rumgezappel.
Die Masse des Kondensators möglichst direkt mit der Masse des Arduino verbinden.

Lediglich das mit dem Widerstand im 12V-Kreis ist mir fraglich....  

Das ist die Sache mit der Stromschnittstelle.
Vergiß mal die externe Spannungsquelle.
Nehmen wir mal an, der Sensor hätte eine eingebaut Batterie.

Der Sensor "drückt" sozusagen Strom aus seinem unteren Anschlusspin. Je höher der Wasserstand, desto mehr Strom.
Den Strom, den der Sensor "rausdrückt" schicken wir durch den Widerstand, der dort einen Spannungsabfall erzeugt. Proportional zum eingeprägen Strom.
Der Widerstand ist sozusagen der Strom/Spannungswandler, den wir brauchen, weil der Arduino nur Spannungen Messsen kann, keine Ströme.

Wenn man sich nun die Batterie wieder wegdenkt und dem Sensor einfach oben eine genügend große Spannung zuführt, dann holt sich der Sensor den benötigten Strom aus der externen Spannungsquelle. Dass sich dabei die Spannung am Sensor selbst ändert, ist egal, dafür ist er gebaut!

Klarer?

... ohne den Arduino bzw. dessen Eingang zu gefährden. Überspannung mag der nämlich nicht.

Da hast du natürlich recht. Ich habe deshalb in das Schaltbild noch eine Schutzbeschaltung eingebaut.
Die sorgt dafür, dass der Arduino im Fehlerfall überlebt.
Aber: Die Schaltung ist nicht völlig kurzschlußfest. Falls der Sensor kaputt geht und einen Kurzschluß hat und 24V direkt auf den Messwiderstand gehen, wird dieser sich in Rauch auflösen. Aber eben nur der Widerstand.

Gunther
Grüße
Gunther

FromAtoD

Hey Gunther,

vorbildlichst erklärt! :)  Dankeschön!
In dem Fall ist deine Schaltung von der zweiten Skizze ja schon final, richtig?

Ich denke nun daran für den Sensor das 24V-Netzteil zu verwenden.
In wie fern muss ich die Schaltung dazu umbauen? (also nicht nur von den anderen Widerständen her gesehen).

Grüße!

guntherb

Ups, du warst schneller als mein Edit.

ich habe gerade oben noch einen neuen Plan eingehängt-

Gunther
Grüße
Gunther

FromAtoD

Saubere Arbeit!
Habe auch gerade noch telefonisch die Diode in die Bestellung von gestern Abend reingequetscht. Denke die habe ich nicht im Sortiment bisher.

Zum Sensor: Hatte freundliche Hilfe von thewknd und wir haben uns mal die Keller-Sensoren angeschaut.
Da gibts auch einen, der genau zu meiner Anwendung passt. Der "46X" (http://www.keller-druck.com/home_g/paprod_g/46x_g.asp). Habe gerade den Preis nachgefragt. Netto 458 Euro.
Damit sind die Keller-Sensoren dann leider aus dem Rennen, das würde das Budget dann doch sprengen. Käme ja nur mit den Sensoren auf 1500 Euro (netto..).

Ich denke es bleibt daher beim http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=142
Hoffe ich habe an alles gedacht - zögere noch die drei zu bestellen   :~

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