Hallo allerseits,
folgendes Szenario:
Am Eingang bekomme ich Impulse (1 Impuls pro 10ltr)
Als Ausgang bräuchte ich Zählimpulse (1 Impuls pro m³) und entsprechend zum Durchfluß einen Außgangsstrom zwischen 4 und 20mA, wobei 4mA 0% entsprechen und 20mA 100%. Die 100% sind, zB 50m³~~/h~~.
Die Zählimpulse sind kein Problem, aber wie löse ich das mit den 20mA?
Gruß
Operationsverstärker als Konstantstromquelle und über ein integriertes PWM-Signal ansteuern (so dass das PWM in eine konstante Spannung umgesetzt wird)? Erfordert wahrscheinlich etwas Gefummel um den Integrator korrekt zu dimensionieren.
Spannung -> Strom ist kein Problem. Das Problem hier ist dass der Arduino keine DACs hat.
Der Impuls vom Wasserzähler pro 10L ist klar.
Aber was genau liest deine Eingangs-Schnittstelle ?
Wenn dort 20mA 50m³/h entsprechend .... wie lange dürfte denn dann dort ein 20mA-Impuls anliegen wenn sagen wir mal eben genau 50m³ verbraucht wurden ?
Wird dort nicht der aktuelle Durchfluss ermittelt ? Oder aufsummierte Werte ? Wie soll das gehen ?
Oder ist es so gemeint:
Du musst messen, wieviele 10L-Ticks reinkommen und musst es dann auf m³/h umrechnen und die entsprechende Spannung (ich würds auch mit PWM machen) dann rausgegeben.
D.h., es duscht grade jemand (nennenswerter, dauerhafter Durchfluss) und dann lädt dazu noch die WaMa und gleichzeitig drückt jemand die Toilettenspülung .... dann müsste sich ja eine gestufte Ausgangsspannung / Strom ergeben die dann letztendlich ohne Wasserbezug bei <= 4mA landet.
Habe ich das so richtig erfasst ?
Ich gehe mal davon aus, das meine letztere Annahme richtig war.
D.h., du bekommst von einem Wasserzähler pro 10 verbrauchte Liter einen Tick.
Auf der anderen Seite hast du ein "Erfassungsgerät" oder was auch immer, was eine 4-20mA-Schnittstelle hat.
Selbige möchte dann halt gerne einen Strom entsprechend der aktuell verbrauchten/gezogenen Wassermenge sehen.
Wie du sagtest sind dann 4mA oder kleiner eben "nix" und 20mA maximum Messbereich.
50 m³/h als Max-Wert scheint mir hier allerdings sehr hoch - Das sind max. 50.000L in der Stunde und einen derartigen Verbrauch haben nur Wohnanlagen / zusammenhängende MFH.
Normal ist da eher ein 5cbm-Zähler für EFH bis 2 oder 4 MFH. Oder hast du des öfteren dort immensen Verbrauch durch z.B. Kühlwasser oder regelmäßiges Nachfüllen eines Schwimmbades ?
Ich stelle die Frage nach dem max. Messbereich deshalb, weil je größer der ist, um so genauer muss deine "Tick nach Strom-Umsetzung" sein, ansonsten bekommst du immense Meßtoleranzen / Fehler !
Grundsätzlich sei mal dazu folgendes angemerkt:
Ein standard Waschtisch oder Spüle verbraucht so etwa 5-7 L / Minute.
Dito Wasch- oder Geschirrspülmaschine.
Eine WC-Spülung je nach Art und Einstellung ca. 1-3 L/min.
Dusche oder Badewanne 15-20 L/min., ebenso WC-Druckspüler.
Eine Außenzapfstelle für z.B. den Garten in MEGA-Ausführung (Zuleitung min 22-28mm !) auch mal 30-50 L/min.
Hat man vielleicht ein Schwimmbad und einen Zulauf in adäquater Größe, geht logo auch mehr.
Immer vorausgesetzt, der Hausanschluss ist entsprechend dimensioniert und der Wasserdruck passt (>> 1 Bar).
Du must also nun in einer ISR die Zeitspanne regelmäßig wiederkehrender Impuls messen (millis sollte hier reichen ?!) und daraus eine Durchlussmenge in m³/h errechnen.
Läuft z.B. irgendwo ein Wasserhahn mit 7L/min. wären das dann 0,42m³/h.
Duscht jemand parallel dazu, sind es schon ca. 25L/min. oder 1,5m³/h.
Du gehtst derweil in den Garten und bewässerst die teuren Rosen: 40L/Min. oder 2,4m³/h.
Jetzt kommt das Erfassungsproblem bei "nur" 10L/Tick vom Zähler.
Eben mal kurz den Wasserhahn aufgemacht und die Hände abgespült bekommst du gar nicht mit !
Eine Toilettenspülung braucht je nach Ausführung gesamt auch nur 3-8L/Spülung. (nicht Minute !)
Das ganze summiert sich erst irgendwann.
Hier bestände m.E.n. der Trick darin, tatsächlich aufgelaufene Ticks/10L-Einheiten bei "Kleinverbrauch so lange zu sammeln, bis man eine "nennens- und meßbare" Menge in x-mA für x-Milli-Sekunden rausgeben kann.
Weil:
Wer weiss denn, wie genau nun der "Meßwertaufnehmer" auf der abgehenden Seite ist ?
Und wie gut kann man z.B. ein PWM-Signal zu 4-20mA ohne nennenswerten Aufwand integrieren ?
Hoffe, ich konnte dich so weit gut ein wenig verwirren und harre der Antwort / Fragen ..... 
Die 2. Variante stimmt.
Ich hatte mich in meinem 1. Eintrag beim Durchfluss verschrieben. Nicht m³/h sondern nur m³, also der momentane Durchflusswert. Der Wert m³/h ist nicht relevant.
Der Wert von 50m³ ist nur als Beispiel gedacht...
Die Messungen sind auch nicht auf Privathaushalte gemünzt. Dazu sind die Durchflüsse auch zu gering.
Hatte ich mir so gedacht .... lies noch mal mein vorheriges Posting - da hab ich noch was ergänzt.
Ein 12-Bit D/A-Wandler ist aber auch keine so große Sache:
http://www.reichelt.de/ICs-MCP-3-5-/MCP-4921-E-P/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=90088&GROUPID=5472&artnr=MCP+4921-E%2FP
Da gibts hier sogar Code dazu:
EDIT:
Es gibt auch fertige U/I-Wandler, die genau für den 4-20mA Standard ausgelegt sind. z.B. AM462. Aber entweder finde ich dazu keine Angebote, oder die Preise sind extrem hoch. Weiß aber auch nicht nach welchem Begriff ich da genau suchen soll, da die überall etwas anders heißen.
Hast du wohl richtig rumgekugelt. Ich finde dazu auch nur AM462 und Konsorten.
oder
http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&ved=0CG0QFjAG&url=http%3A%2F%2Fwww.all-electronics.de%2Fmedia%2Ffile%2F8014&ei=vlFIUqL-K8nU4QSbh4GoAQ&usg=AFQjCNGExk1VikNEVpOgdCp-XkWo8CzH1Q&bvm=bv.53217764,d.bGE&cad=rja
Die Firma Analog Microelectronics GmbH scheint es ja auch zu geben - aber der Verkauf ist eher geheim ?
Hier gibts welche:
https://www.distrelec.de/spannungs-stromwandler-ic/analog-microelectronics/am-422-1-so8
https://www.distrelec.de/u-i-wandler-so-16/analog-microelectronics/am-462-so16n/641754
http://www.reichelt.de/ICs-AD-420-AD-847/AD-694-AR/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=39287&GROUPID=5456&artnr=AD+694+AR
Aber Achtung wegen dem Preis :o
Da sind auch noch welche von Texas Instruments drin:
https://www.distrelec.de/ishopWebFront/search/luceneSearch.do?dispatch=show&fromCatalog=true&filterHierarchyNodeId=21498&filterHierarchyLevel=5&hierarchyDepth=0&autoAttributeEnabled=false
Aber auch nicht billiger.
Da kann man das auch mit einem OP per Hand aufbauen. Mann kann ja dann in Software sicherstellen, dass der Minimalwert 4mA ist. Mit Google gibts da ne Menge Informationen (wobei viele der Beispiele auch für LEDs, bzw. feste Ströme sind und nicht per µC regelbar sind).
..... was es im weltweitenwahnsinn nicht so alles gibt - man lernt täglich dazu !
Wie wäre es denn mit so was hier:
http://www.micro-part.de/deutsch/download/produkte/sd12_T201.pdf
und das als Bausatz zum selberlöten (wahrscheinlich nur für filigrane Handwerker :.) das:
http://www.ebay.de/itm/SMD-Applikation-Board-PCB-Platine-mit-mip-T201-RoHS-/251346471696?pt=Elektromechanische_Bauelemente&hash=item3a856acb10
oder das:
http://www.ebay.de/itm/SMD-Bausatz-steuerbare-Stromquelle-einstellbare-Referenz-mit-mip-T201-RoHS-/251346470488?pt=Elektromechanische_Bauelemente&hash=item3a856ac658
Der Preis iss'n Witz.
Perfekt. Ist nur Frage der Suchbegriffe. Ich habe nach "Spannungs/Strom Wandler", "Spannungs-Strom Wandler" u.ä. gesucht.
8-Pin SMD ICs lassen sich auch noch gut per Hand löten. Der Pin-Abstand ist da noch relativ groß 
Dann ist noch die Frage ob man das mit PWM oder einem D/A-Wandler für ein paar Euro macht. Letzteres wäre sauberer, da keine Restwelligkeit vorhanden ist. Aber die Anleitung oben wie ein PWM-Integrator/Tiefpass zu dimensionieren ist ist auch sehr gut.
"U/I Wandler" war hier in der Bucht das Zauberwort. Zunächst ....
Hallo,
je nachdem, wie genau es werden muss, braucht man auch nur ein paar Widerstände und Arduino-Ports. Mit der Schaltung im Bild könnte ein Strom von 4 bis 19mA in Schritten von 1mA geliefert werden. Wenn es 20mA sein müssen, müsste halt noch ein Kanal mit einem 5K-Widerstand dazu. Wenn es genauer sein muss, könnte man z.B. noch einen Kanal mit einem 10K-Widerstand ergänzen und hätte 4 bis 19mA in 0,5mA-Schritten usf.
Je nachdem wie genau es sein muss, könnte man die Widerstände auf die E-Reihe bringen, oder aber in Reihe und/oder parallel schalten oder Potis verwenden.
Auf jeden Fall wären teure Spezial-ICs eingespart.
Gruß,
Ralf
Vielen Dank für eure Anregungen. mal schauen was ich so umsetzten kann.
Wenn's klappt, werde ich das Projekt hier vorstellen 
Ralf, wie hoch ist denn der Innenwiderstand deines "Verbrauchers" ?
Dass dein Vorschlag keine 4..20mA Stromquelle ist, weisst du schon, oder ?
Kann auch leicht sein, dass du mit 5V überhaupt keine 20 mA durch deinen Verbraucher rauskriegst.
Die 4 bis 5 Bit Auflösung mal als ausreichend angenommen.
Einen PWM - Ausgang glätten und dann die Spannung mit einem opamp in eine Stromquelle wandeln ist schon aufwendiger. Und wenn der "Verbraucher" einen konstanten Innenwiderstand hat, ist deine Lösung schon einfacher, die Einschränkung sollte man aber dazu sagen.
@michael_x: Ja, Du hast natürlich Recht mit dem was Du über die Einschränkungen schreibst. Ich habe lt. einigen Datenblättern den Innenwiderstand mit 68,5 Ohm angenommen, es kann natürlich auch andere Innenwiderstände geben. Aber es sollte ja nicht zu schwierig sein, dass mit einem Widerstand mal auszuprobieren, sagen wir 1kOhm und dann schauen, was angezeigt wird.
Gruß,
Ralf
[Edit] Und natürlich muss man die Widerstände an den Innenwiderstand anpassen.[/Edit]
