Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Atmega328P - Pętla prądowa - pomiar poziomu cieczy

kasprzak 29 Mar 2016 11:06 1122 6
  • #1 29 Mar 2016 11:06
    kasprzak
    Poziom 10  

    Witam,
    Muszę zmierzyć poziom ceczy 0-100%
    Myślałem nad czujnikiem CPPA-R1... 4-20mA (http://www.eiewin.com.pl/testjoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=76&Itemid=48)

    Mam jednak problem z układem pomiarowym. Jak najlepiej wykonać pomiar tego typu? Dodam, że problemem jest konieczność zasilania bateryjnego, stąd chęć usypiania uC i pomiar co określony czas. Myślałem o zasilaniu pakietem lipo 3,7V lub podobnym źródłem zasilania. Czy w ogóle jest szansa na w miarę stabliny pomiar. Super precyzji nie musi być, ale dobrze by było by chociaz skoki co 10% były możliwe do przechwycenia.

    Pozdrawiam

    0 6
  • #2 29 Mar 2016 16:48
    emarcus
    Poziom 35  

    kasprzak napisał:
    Witam,
    Muszę zmierzyć poziom ceczy 0-100%



    Jeżeli to nie musi (absolutnie) byc czujnik z pętlą prądową (4-20mA), to zależne od rozmiaru i typu zbiornika (zamknięty, ciśnieniowy, otwarty) możesz rozważyc 'ultrasonic' metodę pomiaru poziomu cieczy; na przykład SR-04.
    Przykład, na który powołujesz się w podanym linku nie mierzy aktualnego lub zmiennego poziomu cieczy , którego wyjściem (odpowiedzią) są tylko 2 stany: 0 lub 1 czyli rodzaj cyfrowy (1-bit). Ty potrzebujesz na wyjściu sygnał o charakterze 'analogowym'; moze on byc później 'zdygitalizowany' na dalsze potrzeby , co jednak nie zmienia charakteru procesu pomiaru.

    W necie znajdziesz mnóstwo przykładów i gotowych projektów z zastosowaniem Arduino. Twój processor 'podchodzi' pod Arduino, więc byc może znajdziesz nawet coś gotowego typu DIY.

    e marcus

    0
  • Pomocny post
    #3 29 Mar 2016 21:01
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    kasprzak napisał:
    Witam,
    Muszę zmierzyć poziom ceczy 0-100%
    Myślałem nad czujnikiem CPPA-R1... 4-20mA (http://www.eiewin.com.pl/testjoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=76&Itemid=48)

    Mam jednak problem z układem pomiarowym. Jak najlepiej wykonać pomiar tego typu? Dodam, że problemem jest konieczność zasilania bateryjnego, stąd chęć usypiania uC i pomiar co określony czas. Myślałem o zasilaniu pakietem lipo 3,7V lub podobnym źródłem zasilania. Czy w ogóle jest szansa na w miarę stabliny pomiar. Super precyzji nie musi być, ale dobrze by było by chociaz skoki co 10% były możliwe do przechwycenia.

    Pozdrawiam


    Odbiornik tego sygnału jest banalny - rezystor jakieś max 250 om w szereg, przez który płynie prąd 0-20mA, wywołując odpowiedni spadek napięcia. Do tego ADC w trybie różnicowym i masz to co potrzebujesz.
    Rozwiązanie polegające na dodaniu rezystora rzędu megaomów, jak to ktoś wcześniej sugerował jest złe - niby w jaki sposób na takim rezystorze wymusić przepłw prądu 20 mA? Nadajnik nie wymusi na wyjściu 20 kV :)

    Dodano po 10 [minuty]:

    emarcus napisał:
    kasprzak napisał:
    Witam,
    Muszę zmierzyć poziom ceczy 0-100%



    Jeżeli to nie musi (absolutnie) byc czujnik z pętlą prądową (4-20mA), to zależne od rozmiaru i typu zbiornika (zamknięty, ciśnieniowy, otwarty) możesz rozważyc 'ultrasonic' metodę pomiaru poziomu cieczy; na przykład SR-04.
    Przykład, na który powołujesz się w podanym linku nie mierzy aktualnego lub zmiennego poziomu cieczy , którego wyjściem (odpowiedzią) są tylko 2 stany: 0 lub 1 czyli rodzaj cyfrowy (1-bit). Ty potrzebujesz na wyjściu sygnał o charakterze 'analogowym'; moze on byc później 'zdygitalizowany' na dalsze potrzeby , co jednak nie zmienia charakteru procesu pomiaru.
    e marcus


    Źle spojarzałeś na model czujnika. Pierwszy istotnie jest tylko on/off, drugi to pętla prądowa, a w rurze jest szereg czuników, których stan układ zamienia na prąd. W nocie piszą, że rozdzielczość może wynieść 1 cm.

    1
  • #4 30 Mar 2016 12:09
    kasprzak
    Poziom 10  

    tmf napisał:
    kasprzak napisał:
    Witam,
    Muszę zmierzyć poziom ceczy 0-100%
    Myślałem nad czujnikiem CPPA-R1... 4-20mA (http://www.eiewin.com.pl/testjoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=76&Itemid=48)

    Mam jednak problem z układem pomiarowym. Jak najlepiej wykonać pomiar tego typu? Dodam, że problemem jest konieczność zasilania bateryjnego, stąd chęć usypiania uC i pomiar co określony czas. Myślałem o zasilaniu pakietem lipo 3,7V lub podobnym źródłem zasilania. Czy w ogóle jest szansa na w miarę stabliny pomiar. Super precyzji nie musi być, ale dobrze by było by chociaz skoki co 10% były możliwe do przechwycenia.

    Pozdrawiam


    Odbiornik tego sygnału jest banalny - rezystor jakieś max 250 om w szereg, przez który płynie prąd 0-20mA, wywołując odpowiedni spadek napięcia. Do tego ADC w trybie różnicowym i masz to co potrzebujesz.
    Rozwiązanie polegające na dodaniu rezystora rzędu megaomów, jak to ktoś wcześniej sugerował jest złe - niby w jaki sposób na takim rezystorze wymusić przepłw prądu 20 mA? Nadajnik nie wymusi na wyjściu 20 kV :)

    Dodano po 10 [minuty]:

    emarcus napisał:
    kasprzak napisał:
    Witam,
    Muszę zmierzyć poziom ceczy 0-100%



    Jeżeli to nie musi (absolutnie) byc czujnik z pętlą prądową (4-20mA), to zależne od rozmiaru i typu zbiornika (zamknięty, ciśnieniowy, otwarty) możesz rozważyc 'ultrasonic' metodę pomiaru poziomu cieczy; na przykład SR-04.
    Przykład, na który powołujesz się w podanym linku nie mierzy aktualnego lub zmiennego poziomu cieczy , którego wyjściem (odpowiedzią) są tylko 2 stany: 0 lub 1 czyli rodzaj cyfrowy (1-bit). Ty potrzebujesz na wyjściu sygnał o charakterze 'analogowym'; moze on byc później 'zdygitalizowany' na dalsze potrzeby , co jednak nie zmienia charakteru procesu pomiaru.
    e marcus


    Źle spojarzałeś na model czujnika. Pierwszy istotnie jest tylko on/off, drugi to pętla prądowa, a w rurze jest szereg czuników, których stan układ zamienia na prąd. W nocie piszą, że rozdzielczość może wynieść 1 cm.


    Tak myślałem właśnie. Pytanie tylko czy zasilanie np. bateryjne z lipo 3,7V pozwoli na taki pomiar.

    0
  • #5 30 Mar 2016 15:59
    emarcus
    Poziom 35  

    kasprzak napisał:
    tmf napisał:


    Źle spojarzałeś na model czujnika. Pierwszy istotnie jest tylko on/off, drugi to pętla prądowa, a w rurze jest szereg czuników, których stan układ zamienia na prąd. W nocie piszą, że rozdzielczość może wynieść 1 cm.


    Tak myślałem właśnie. Pytanie tylko czy zasilanie np. bateryjne z lipo 3,7V pozwoli na taki pomiar.


    Faktycznie, nie zwróciłem na to uwagi; zwyczajnie kliknąłem na twój link i otworzył mi się ten pierwszy..., co w zasadzie nie wiele poprawia twoją sytuację w wyborze tego właśnie czujnika. Większośc prądowych (typu 4-20 mA) sensorów wymaga zasilania 24V. Niektóre pracują już od 12V. Datasheet precyzuje dokładniej wymogi zasilania.
    Już chocby z tego tytułu, ich interface jest jest bardziej kłopotliwy niż stosowanie innych rozwiązań.
    Drugi problem to interpretacja uzyskanego wyniku.
    Jeżeli nie stosujesz specjalnych dla nich układów (na przkład: MAX 471/472 albo RCV420) konvertujących 4-20mA na sygnał napięciowy 0-5V , a decydujesz się samemu interpretowac ten sygnał, to otrzymasz napięcie 'zebrane' z 250-omowego rezystora-bocznika (shunt) w zakresie 1 - 5V, Juz na wstępie masz offset 1V co komplikuje na ogół banalną interpretacje przez ADC. Odpowiedni układ zbudowany na 'op-amps', usunie ten offset i 'rozciągnie' sygnał na zakres 0-5V (jeżeli pracujersz w standardzie 5V nap. referencyjnego). Dla innych napięc referencyjnych dobierzesz odpowiednio albo parametry układu 'op-amp', albo wartośc rezystancji bocznika także. Stosując gotowe układy konvertujące, prawdopodobnie będą miały inne wymogi odnośnie bocznika.
    Następna sprawa i moim zdaniem dośc istotna, to koszt samego czujnika. Nie wiem ile ten twój kosztuje, ale z mojej orientacji na podobny 'dośc dobry', w wykonaniu przemysłowym należałoby spodziewac się ceny kilkaset $$.
    Czy zatem w twoim projekcie istnieje ekonomiczne uzasadnienie i wyraźna potrzeba processu technologicznego na ciągłe obserwowanie pozomu cieczy w zbiorniku?
    Zazwyczaj automatyczne processy wymagają obserwacji najwyżej kilku punktów granicznych zmieniających się parametrów (temperatura, ciśnienie, poziom płynu etc). Wtedy dla kontroli poziomu płynu wystarcza z wyglądu podobny lecz pracujący na zasadzie kilku kontaktronów (Reed Sw.) umieszczonych wewnatrz prowadnicy pływaka. O wiele tańsze i prostsze rozwiązanie.
    Czy nie wystarczy stosowanie metod bezstykowych - ultrasonic, czy nawet laser?
    Na to pytanie tylko ty sobie odpowiesz..

    e marcus

    0
  • #6 30 Mar 2016 17:08
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    @emarcus Zauważ, że ten czujnik ma rozdzielczość 1 cm, załóżmy, że ma metr, czyli 100 różnych poziomów prądu, czyli trzeba mierzyć prąd z rozdzielczością lepszą niż 0,2 mA, co na 250 omowym rezystorze da 50mV. Nawet 10-bitowy ADC z ATMegi da spokojnie radę, bo mierzy co najmniej z rozdzielczością 4 mV. Także nie jest źle i bezpośredni pomiar IMHO wystarczy. Oczywiście pozostaje problem zasilania - skoro to ma byc z li-poly, to trzeba dodać przetwornicę step-up. Filozofia niewielka, da się zrobić.

    0
  • #7 30 Mar 2016 23:25
    emarcus
    Poziom 35  

    tmf napisał:
    @emarcus Zauważ, że ten czujnik ma rozdzielczość 1 cm, załóżmy, że ...

    Zauwaz, że ja nie kwestionowałem rozdzielczości pomiaru ani też nie wskazywałem na brak mozliwości realnego pomiaru. Wskazałem tylko że otrzymany pomiar będzie w zakresie 1V do 5V zamiast praktycznie spodziewanego 0 do 5V wygodnego do bezpośredniej interpretacji z ADC 0-1023.
    Owszem, ten 'remapping' można przy kazdym pomiarze zrobic metodą rachunkową, lecz można go(mierzone napięcie) 'sformatowac' dodatkowym układem op-amp przed wysłaniem do ADC.
    Jezeli to stanowi problem, to pomiń moja wypowiedź.

    Mozesz ja nawet usunąc..

    e marcus

    0