Bitte um Unterstützung bei Signal Drucksensor 4-20 mA 24 V DC an Raspberry 3B+

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  • Das macht die Forensoftware

    womit bewiesen wäre das KI nicht funktioniert weil es zu wenig NI gibt!:lol:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Bitte um Unterstützung bei Signal Drucksensor 4-20 mA 24 V DC an Raspberry 3B+? Schau mal ob du hier fündig wirst!

    • Offizieller Beitrag

    Die Forensoftware vergibt die Titel ja nicht im eigentlichen Sinne, sondern weist nach den Punkten einen vordefinierten (*) Benutzertitel zu, aber das ist ganz schön OT hier.

    *) Zu der Zeit wurde ich (noch) nicht gefragt und hätte diesen Titel vermutlich auch nicht gewollt, eben wegen dieser negativen Vergangenheit. Man könnte aber auch einen individuellen Benutzertitel verwenden.

  • *) Zu der Zeit wurde ich (noch) nicht gefragt und hätte diesen Titel vermutlich auch nicht gewollt

    ja schade, kann aber auch moderativ geändert werden! (diese Automatik die diese Titel vergibt und auch vom User der sich nicht mit dem oft negativen Wort Guru identifizieren möchte)

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  • Die Berechnung kann ich nachvollziehen:


    R = 3.3V / 0.02 mA
    Wo kommen die 3.3V her und wer legt fest, dass immer 20 mA fließen?

    Wo sind die 1.7V geblieben? (sofern man 5V ausgeht)

    Wo kann man den Potenzialunterschied messen?

    Ich habe hier das Gefühl, dass hier einige unbedingt recht haben müssen. Ego usw...

    Bin ich hier der einzige Elektriker?

  • Liebe Leute,

    ich danke Euch allen, die sich konstruktiv eingebracht haben!

    Tatsächlich haben Gnoms und Tells Vorschläge bei mir zum Erfolg geführt, sodass ich nun an meinem ADC eine Spannung in Abhängigkeit von der vom Drucksensor ausgegebenen Stromstärke messen kann.

    Ich habe lange Zeit angenommen, dass der ADC auch die Stromstärke von maximal 8 mA direkt vom Sensor messen kann, habe aber nun gelernt, dass dies über die Spannung problemlos und einfacher möglich ist.

    Der Grund, die Mess-Eingangsspannung am ADC auf 3,3 V zu begrenzen, lag in der Info, dass der Raspi nur 3,3 V Eingangsspannung verträgt (Forenbeitrag "Drucksensor mit Raspberry Pi 3 verbinden").

    Auch der ADC verträgt wohl nur Werte von -4,1 bis + 4,1 ("Bei einem Verstärkungsfaktor von 1 kann der Chip Eingangswerte von -4,096 V bis +4,096 V verarbeiten (bei 5 V Versorgung)"; Link Quelle Daten ADS1115).

    Entsprechend den Berechnungen von Tell und Gnom hätte ich bei 165 Ohm ca. 4 mA Stromstärke die 0,66 V erhalten und bei 20 mA eben 3,3 V.

    Letztendlich hat mir der Sensor bei maximaler Füllhöhe von 140 cm entsprechend 8 mA bzw. nur 1,32 V ausgespuckt.

    Damit läge der Wertebereich zwischen 0,66 V und 1,32 V, sodass sich eine Differenz von 0,66 V ergäbe.

    Um die Messgenauigkeit und damit die Spannungsdifferenz zu erhöhen, habe ich den maximalen Stromfluss von 8 mA (diese sind nur abhängig vom Druck bzw. der Höhe des Wasserpegels) angenommen und den Widerstand entsprechend einer maximalen Spannung von ca. 3 V angepasst:

    In meinem Fall bzw. geringen Messbereich macht ein Widerstand von 365 Ohm Sinn, da dieser bei max. 8 mA + 1 mA Reserve 3,3 V ermöglichen würde.

    Mit einem Widerstand von 365 Ohm erhalte ich bei 140 cm Füllstand 8,07 mA und eine maximale Spannung von 2,92 V.

    Bei einer minimalen Füllhöhe von 10 cm habe ich 4,20 mA und 1,52 V messen können.

    Eine Spannungsänderung von 0,01 V entspricht damit einer Volumenänderung von 29 L, siehe Anhang. Dies erscheint mir ausreichend genau genug.

    Ich vermute auch, dass DeaD_EyEs Vorschlag mit der Verwendung eines Spannungswandler geklappt hätte, würde diesen aber gern zurückschicken wollen, da es anscheinend nun auch so geht. Ich danke Dir, lieber DeaD_EyE, trotzdem aufrichtig für Deinen ebenfalls sinnvollen und guten Vorschlag!

    Zu Deinen weiteren Fragen:

    Ich habe auch geprüft, dass der Sensor unabhängig vom Widerstand einen dem Druck entsprechenden Strom ausgibt.

    Sowohl bei R = 165 Ohm als auch bei R = 365 Ohm hatte ich 8 mA erhalten (weil der Wasserstand gleich war). Nur die parallel abgegriffene Spannung differierte in Abhängigkeit vom Widerstand.

    Die 3,3 V hätten auch 4,01 V sein können und es fließen nicht immer 20 mA, sondern die Stromstärke wird vom Sensor in Abhängigkeit vom Druck geregelt. In meinem Fall fließen max. 8 mA.

    Der Potenzialunterschied wird vor dem Widerstand über den ADC und nach dem Widerstand über Gnd ermittelt, siehe mein finales Anschlussschema.

    Ich hoffe, damit alle offenen Fragen berücksichtigt zu haben und mit dem Tipp, den Widerstand auf den tatsächlich relevanten Messbereich anzupassen und dem finalen Anschlussschema selbst konstruktive Hinweise für weitere Novizen in diesem Forum geben zu können!

    Nun muss ich nur noch herausfinden, wie ich die Spannungswerte vom ADC über den Raspi auslesen und z. B. in ioBroker darstellen kann.

    Herzlichen Dank allen für die Mühe und einen schönen Sonntag

    Oli-T

  • Hallo allerseits,

    ich habe genau die gleiche Applikation. Da der Drucksensor bei maximalem Zisternenfüllstand nur 9,8 mA liefert habe ich einen 330 Ohm Wiederstand zum Abgreifen der Spannung verwendet.

    Mit diesem Code lese ich die Werte aus:

    Allerdings schwanken die Ausgabewerte bei konstantem Strom um 400 bis 500, was ca. 0,2 mA bzw. 4 cm Wasserstandsänderung bedeuten würden, was aber in Wirklichkeit nicht stimmt. Denn am dazwischengehängten Strommesser steht der Wert konstant bei 9,8 mA.

    Beim Test mit einem Potentiometer (3,3V direkt vom Raspi und Mittelabgriff auf den ADS1115) wackelt nichts und alles klappt.

    Nun hat ja der Drucksensor ein eigenes 24V-Netzteil. Kann es da zu Problemen kommen? Hat jemand eine Idee?

  • Beitrag von SteepBrook64153 (30. April 2021 um 22:35)

    Dieser Beitrag wurde gelöscht, Informationen über den Löschvorgang sind nicht verfügbar.
  • Hallo KadK,

    ich stecke zwar noch nicht so tief in der Materie hier, aber ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass das mit dem ADS1115 und dem Adafruid-Modul nicht klappen sollte. Die Vorgehensweise findet man zigmal im Internet dokumentiert (z.B. auch hier). Und generell klappt das ja auch, wenn ich komplett spannungsmäßig in der Raspi-Welt bleibe (siehe Test mit Potentiometer). Leider funktioniert der Drucksensor nicht mit 5V, so dass ich es mal mit der Raspi-Spannung ausprobieren könnte.

    Welchen A/D Wandler nutzt Du? Hast Du damit auch eine externe Spannung abgefragt?

    Viele Grüße!

  • Beitrag von SteepBrook64153 (1. Mai 2021 um 20:12)

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  • Hallo KadK,

    Deine Einschätzung deckt sich auch mit dem, was ich bisher angenommen habe. Meine Schaltung deckt sich ziemlich genau mit der des Vorredners (Eintrag #17). D.h. bei meinem eingebautem Widerstand von 330 Ohm fällt also bei 4 .. 9,8 mA eine Spannung von 1,3 .. 3,2 V ab. Damit sollte der A/D-Wandler klarkommen. Trotzdem könnte es ja sein, dass aufgrund von zwei galvanisch getrennten Spannungsquellen irgendwas dazwischenfunkt. Wenn ich einen anderen A/D-Wandler da hätte, würde ich es auch einfach mal ausprobieren. Wobei ich aber keine Erklärung hätte, falls es gehen sollte. ;) Viele Grüße.

  • Beitrag von SteepBrook64153 (1. Mai 2021 um 22:52)

    Dieser Beitrag wurde gelöscht, Informationen über den Löschvorgang sind nicht verfügbar.
  • Wenn du wirklich Angst um dein PI hast, dann schalte einen Opto-Kopler dazwischen !

    sinnloser Beitrag ohne Benennung wo, ohne Schaltbild o.ä.

    Wer sich nicht auskennt wird mit deinem Beitrag genau NICHTS anfangen können, wer sich auskennt wird wissen was er tun muss!

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  • Hast du eigentlich GND vom 24-V-Netzteil mit GND vom Pi bzw ADC verbunden? Der Bezugspunkt muss ja gleich sein. Wenn du sagst, der Strom ist konstant, dann muss auch der Spannungsabfall am Widerstand konstant sein. Wenn da noch was schwankt, kann es doch eigentlich nur die Bezugsspannung, also GND sein. Wenn der ADC an einem anderen GND hängt als der Sensorausgangsstromkreis, kann das eigentlich nicht klappen.

    Ne andere Möglichkeit wäre, dass du irgendwelche Frequenzen drin hast. Du misst nur jede Sekunde. wenn da irgendwas schwingt, erwischst du bei jeder Messung einen andren Punkt. Evtl. brauchst du irgendwo einen Kondensator zur Glättung. Ein Multimeter ist zu träge, um das erkennen zu lassen. Wenn du ein Oszilloskop hast, könntest du mal das Sensorsignal beobachten. Oder du versuchst mal, AD-Wandlungen in sehr kurzen Abständen zu machen und zu erkennen, ob die Werte systematisch schwanken, vielleicht sinusförmig, weil irgendwas vom Netz einstreut oder so.

    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Ja, die Massen habe ich miteinander verbunden. Kürzere Abtastzeiten habe ich auch schon ausprobiert. Da ist kein Unterschied.

    Der Drucktransmitter wird von so einem Anzeiger hier versorgt. Und da wackelt nur die Nachkommastelle. D.h. der angezeigte Strom am Multimeter stimmt schon.

    Einen Kondensator werde ich mal testweise einbauen. Ich werde berichten. Viele Grüße!

  • Mit kürzer meinte ich so unter 1 ms, damit du ggf. 50 Hz Schwankungen siehst, falls was vom Stromnetz kommt.

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  • Jetzt habe ich mal über den Widerstand einen 100μF-Elko gesteckt. Da gibt es kaum noch Schwankungen. Die Spannung wird so zwischen 3,182 und 3,188 V angezeigt. Wahrscheinlich ist da ein Netzbrummen drauf. Der Anzeiger aus China ist auch nicht gerade der hochwertigste. Jetzt muss ich nur mal testen, ob auch noch eine Füllstandsänderung zügig angezeigt wird. ;)

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