Raspberry Pi Drucksensor auslesen

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.

Stell die Frage hier:

da werden sie geholfen :wink:

https://www.mikrocontroller.net/forum

20mA ergeben bei 130Ohm eine Spannung von 2,6V. Das nutzt den Spannungsbereich nicht aus, aber wenigstens sollte damit auch nichts böses passieren.

Verbinden kann man auf viele Weisen. Ist die verwendete geheim?

Hast du vielleoicht versucht, nur einen Widerstand für beide Sensoren zu verwenden? Das geht natürlich schief. Die Sensoren liefern ihre 20mA permanent. Wenn der Widerstand fehlt, kommen da 24V an. Wenn zwei Sensoren auf dem gleichen Widerstand arbeiten, kommt der doppelte Strom und damit auch die doppelte Spannung an - das macht auch aua. Und dann kann man natürlich die 24V direkt an der falschen Stelle anschließen.

Also: was ist GENAU passiert?


So konnte ich die Spannung noch messen, sobald ich jedoch einen zweiten Sensor angeschlossen habe(von 24V an den Widerstand R2)

Ich habe eine PDF Datei veröffentlicht die den Schaltplan vor dem „Unfall“ zeigt, jedoch hat jeder seinen eigenen Stromkreis

Die Sensoren sind WIKA P30 2-Leiter Technik

Eigentlich sollte die Schaltung so funktionieren. Ich weiß aber nicht, was diese Sensoren beim Einschalten machen. Wenn sich da ein interner Kondensator auflädt, kann das einen hübschen Spannungsimpuls verursachen, der den A/D-Wandler umbringt.

Deshalb betreibt man solche Eingänge immer nur mit Schutzbeschaltung. Also vom 130R-Widerstand über einen Schutzwiderstand (etwa 1kOhm) an den Eingang des Wandlers. Und von dort eine Schutzdiode (z.B. 1N4148) an die Betriebsspannung des Wandlers. Und einen Kondensator (10nF sollte passen, so schnell sind Druckänderungen schließlich nicht) nach Masse. Hat neben der Schutzwirkung auch gleich ein wenig Rauschminderung zur Folge.

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Da war doch was…

Genau, ich denke ich werde noch das eine oder andere Mal hier aufkreuzen. Zumindest bis ich mein Projekt fertig habe

Verfälscht der 1kOhm Widerstand nicht das Messergebnis?

Und die Bürde darf nicht Größer als 750Ohm sein

Ja. Aber du kannst doch ausrechnen, wieviel der ausmacht. Du kennst doch den Eingangswiderstnd des Wandlers, der bildet mit diesem Widerstand einen Spannungsteiler. Wenn dir das Ergebnis durch diesen Schutz zu ungenau wird, kannst du es ja korrigieren.

Btw., wie genau ist denn dein 130Ohm-Widerstand? Und der Wandler? Und wie groß ist das Rauschen bei deiner Messung? Und die Störungen wegen Leitung und Layout?

… ist der 130Ohm-Widerstand. Wenn du magst, könntest du in diesem Zusammenhang mal über 24V und 20mA nachdenken.

wo genau soll der 1kOhm Widerstand hin?

Schrieb ich doch oben.

Meinst du, dass der 1kOhm Widerstand in Reihe mit dem 130Ohm Widerstand ist, sondern einfach mit einem Ende an den ADC un mit dem anderen Ende an den 130Ohm Widerstand?

So?

Hallo!

Erstmal: Schön, daß du jetzt KiCAD machst :wink:

Ja, @loderunner meinte das mit R27 so, aber noch mehr: Von CH0 einen 10nF-Kondensator nach GND, und eine Diode leitend in Richtung 3,3V.

Die Schutzmaßnahmen müssen folgendes gewährleisten:

  1. An allen Pins dürfen höchstens 0,6V mehr als an Vdd anliegen
  2. Vdd darf nicht höher als ca. 3,3V liegen

und zwar für den Fall, daß vom Drucksensor keine 4-20mA kommen, sondern 24V. Die können kurzfristig anliegen, wenn man den Sensor im eingeschalteten Zustand verbindet, oder durch Fehlschaltung auch dauerhaft.

Ich hatte in deiner anderen Frage vorgeschlagen, eine 3,4V Zenerdiode parallel zu den 130 Ohm, sowie R1 mit ca 100 Ohm(!) einzubauen. Damit ist die Spannung am Eingang zuverlässig auf 3,4V begrenzt, und Punkt 2 ist abgehakt, sofern der ADC am Pi hängt.

Aber was, wenn der Pi nicht am ADC hängt? Dann ist Vdd=0V, und dann ist Punkt 1 nicht erfüllt. Schlimmer noch: Wenn der Pi dran hängt, und ausgeschaltet ist, dann wird er Vdd ziemlich sicher auf 0V halten. Dafür ist @loderunner’s Diode da. Aber auch da muß man aufpassen, daß Vdd nie mehr als ca. 3.3V beträgt, man will den Pi ja nicht schrotten.
Möglicherweise ist ne Kombi aus beiden Methoden das Beste.

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Ja, ich hab mit KiCAD angefangen, damit es dann auch mal ordentlich aussieht. Leider ist KiCad wohl eher auf Kleinstelektronik ausgerichtet. Mein eigentliches Hauptfeld ist aber Betriebstechnik.

Wierum soll die Diode eingebaut werden? So dass sie bei 3,4V kaputt geht und leitet?(quasi wie eine Sicherung) oder in die andere Richtung, sodass sie einfach leitend wird wenn die Spannung zu hoch wird?(müsste ich in dem Fall dem Messergebnis einen Offset geben?)

Oh ich glaube zu wissen wie es gemeint ist: die Diode soll vermutlich nur große Einschaltströme ableiten.


Solche Dioden?
Die 10Ohm Widerstände tausche ich morgen gegen 100 Ohm Widerstände