Mpx4115a

[foley]

Hallo ihr Lieben,

nach langer Zeit bin ich mal wieder fleissig.

Hab hier eine Luftdrucksensor den ich schon zum laufen gebracht habe, aber nun hab ich ein echtes Brett vorm Kopf.

Möchte über den adc 10 werte einlesen und den mittelwert bilden.

Und ich gebe zu ich habe gerade überhaupt keine Idee wie ichs machen sollte.

Prinzip ist mir ja klar, aber die Syntax ist mein Problem.

Ich muss in einer Schleife jedesmal einen Wert in ein Array schieben, anschließend alle Werte auslesen und addieren und durch 10 teilen, fertig ist die Kiste.

Aber das krieg ich gerade mal garnicht gebacken.

Vielen Dank im Vorraus.

Gruß Alex

 

[Hemi]

Warum ein Array? Braucht man doch gar nicht.

Hier etwas Pseudocode:

int wert = 0;
float mittel_wert;

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
int ADC_WERT;
ADC_WERT = get_wert_vom_adc();
wert = wert + ADC_WERT;
}

mittel_wert = wert / 10;

Fertig.

Grüsse
Heinrich

 

[dino03]

Hallo Alex,

da muß ich Heinrich Recht geben. Warum ein Array ?
Ob du nachher die 10 Werte zusammenaddierst die du vorher in der schleife
einzeln in Array gepackt hast oder ohne Umweg gleich in der Schleife
aufaddierst ist egal. Nur man spart sich das Array, Speicherplatz und
Rechenzeit

Was mir noch so auffällt ... Wird das noch nen Projekt ? Sonst wär das glaube
ich beim "Messen physikalischer Größen" besser aufgehoben. Nur so am Rande

Gruß
Dino

 

[foley]

Erstmal Danke für die Hilfestellung.

Hast recht, denke es wird erstmal nicht zum Projekt, jedenfalls nicht bevor ich die restlichen Teile besorgt habe.

Gruss Alex

 

[foley]

so,

machen wir doch mal ein Projekt draus.

Ihr lieben,
ich hab den MPX4115A und nen Mega 8.
Dazu noch ein 16x2 LCD Display.

jetzt kommt wieder der Frage Teil.

Laut Datenblatt: http://www.freescale.com/files/sensors/doc/data_sheet/MPX4115A.pdf?pspll=1

Hat das Gerät ein V Output von 0.2V bis 4.8V.
Heisst für mich, verwertbare 4,6V.

Diese 4.6Volt ensprechen 1000 Pa, eigentlich fast ideal.

Soweit so gut. Der Mega kann über seinen ADC von 0 bis 5 Volt mit 10 bit auflösen. .

Wie bekomme ich es hin das der Mega diese 4.6V mit 10 bit auflöst, also im Bereich von 0.2V bis 4.8V misst?

Vielen Dank im Vorraus.

Gruss Alex

 

[Hemi]

Alex, sei mir bitte nicht böse, aber ich finde, Du solltest Dich erstmal in die Materie einarbeiten.

Zu Deiner Frage: Du hast einen Bereich von 0,2V bis 4,8V also einen verwendbaren Bereich von 4,6V.

Die 0,2V kann man als Off-Set nehmen, sprich 0,2V entspricht dann 0. Dann musst Du den Bereich auf 5V verstärken, sprich 4,6V entspricht dann 5V.

Das alles kann man mit einem Vierfach OpAmp* machen. Wenn Du Schaltung dafür suchst, kannst Du nach "Auswertung PT1000" suchen, da gibt es genügend Schaltungen mit dem OpAmp*.

Grüsse
Heinrich

OpAmp* = Operationsverstärker. In diesem Fall als Off-Set Schaltung und einmal als Verstärker.

 

[foley]

Nun gut.

Soweit ist das ja ok, aber einarbeiten?

Wenn du damit meinst das ich mal schnell das Gebiet der Op's durcharbeiten soll, muss ich mal sagen, da werde ich passen.

Das man das alles mit einem 4-fach Op machen kann ist schön, hilft mir aber auch nicht wirklich weiter.

Wenigstens hab ich auf der Suche nachbesagten Schaltungen mal was über Verstärkung etc. gelernt.

Welcher ein gängiger Op's ist, vielleicht auch für die Anwendung zu gebrauchen, das weiss ich gerade immer noch nicht, aber ok.

Wie gesagt eine Verstärkerschaltung hab ich gefunden, wenn jemand bereit wäre mir noch zu erklären, welchen Op man dafür benutzten könnte, wäre ich schon weiter.

Was auch klasse wäre, ist wenn mir jemand ein Link geben könnte, wo ich eine passende Off Set Schaltung mit Op's finde, das wäre fast perfekt.

Vielen Dank im Vorraus.

Gruß Alex

 

[dino03]

Hi Alex,

Soweit ist das ja ok, aber einarbeiten?

Wenn du damit meinst das ich mal schnell das Gebiet der Op's durcharbeiten soll, muss ich mal sagen, da werde ich passen.

Das man das alles mit einem 4-fach Op machen kann ist schön, hilft mir aber auch nicht wirklich weiter.

Wenigstens hab ich auf der Suche nachbesagten Schaltungen mal was über Verstärkung etc. gelernt.

eigentlich ist das mit den OPAmps ne recht einfache Sache könnte ich ja
mal ne kurze FAQ schreiben (mal sehen, auch wenn es schon genug im INet
gibt).

Welcher ein gängiger Op's ist, vielleicht auch für die Anwendung zu gebrauchen, das weiss ich gerade immer noch nicht, aber ok.

Also bei mir hab ich 2 Arbeitspferde : LM358 (2-fach) und LM324 (4-fach)
die sind gut als Komparator und als Verstärker, ... usw zu gebrauchen.
Aber wenn man es genau haben möchte, dann rauschen sie etwas zu stark.
Kann ich ja mal ein paar Universelle Typen raussuchen ...

Wie gesagt eine Verstärkerschaltung hab ich gefunden, wenn jemand bereit wäre mir noch zu erklären, welchen Op man dafür benutzten könnte, wäre ich schon weiter.

Was auch klasse wäre, ist wenn mir jemand ein Link geben könnte, wo ich eine passende Off Set Schaltung mit Op's finde, das wäre fast perfekt.

Offset-Schaltung ... Du nimmst nen Spannungsteiler und packst die
entstehende Spannung von dem an einen der Eingänge dran. Der OPAmp
addiert oder subtrahiert dann diese Spannung von der am anderen Eingang.
Das ist eigentlich alles. Die Verstärkung eines OPAmps liegt ohne die
Rückkopplung vom Ausgang zum invertierenden Eingang normalerweise bei
unendlich (dann arbeitet er als Komparator/Vergleicher). Wenn man diese
Verstärkung über die Rückkopplung runterdreht (zB. auf 10, 100 oder 1000)
dann arbeitet er als Verstärker. Mal grob erklärt.

Gruß
Dino

 

[foley]

eigentlich ist das mit den OPAmps ne recht einfache Sache könnte ich ja
mal ne kurze FAQ schreiben (mal sehen, auch wenn es schon genug im INet
gibt).

Dafür wäre ich sehr zu haben.

Also bei mir hab ich 2 Arbeitspferde : LM358 (2-fach) und LM324 (4-fach)
die sind gut als Komparator und als Verstärker, ... usw zu gebrauchen.
Aber wenn man es genau haben möchte, dann rauschen sie etwas zu stark.
Kann ich ja mal ein paar Universelle Typen raussuchen ...

Supi, damit kann ich auch was Anfangen.

Offset-Schaltung ... Du nimmst nen Spannungsteiler und packst die
entstehende Spannung von dem an einen der Eingänge dran. Der OPAmp
addiert oder subtrahiert dann diese Spannung von der am anderen Eingang.
Das ist eigentlich alles. Die Verstärkung eines OPAmps liegt ohne die
Rückkopplung vom Ausgang zum invertierenden Eingang normalerweise bei
unendlich (dann arbeitet er als Komparator/Vergleicher). Wenn man diese
Verstärkung über die Rückkopplung runterdreht (zB. auf 10, 100 oder 1000)
dann arbeitet er als Verstärker. Mal grob erklärt.

Oki, grob verstanden.

Wenn ich doch aber jetzt einen Spannungsteiler baue, der mir im Abgriff 0,2 Volt zur verfügung stellt, wieso soll ich da noch einen Op dran bauen, mit dem Spannungteiler (0,2V) kann ich doch schon auf den Ground vom ADC des Atmega gehen. oder kommt da was bei mir nicht richtig an?

 

[Fuzzy]

Hallo Alex,

was willst Du eigentlich machen? Wenn Du den MPX4115 als Barometer benutzen willst, dann würde ich den Wertebereich erstmal für den "interessanten Bereich" einschränken. Kann man dann gleich bei der Verstärkungsschaltung für den OP-Amp mit einbauen. Das sind nur 2-3 Widerstände mehr und Du hast eine wesentlich bessere Auflösung . Hab zuhause auch schon eine Schaltung auf dem Papier entworfen und werd demnächst dazu wohl hier auch noch ein paar Fragen haben, aber momentan fehlt mir ein bisschen die Zeit .

Gruß
Roger

 

[foley]

Hi Roger,

genau das möchte ich machen. Den Sensor erstmal als Barometer benutzten.

Den Rest kann ich nachher selber machen, nur ist im moment halt die suche nach der Schaltung vorrangig.

Gruss Alex

 

[Fuzzy]

Hallo Alex,

hast Du bis jetzt schon mal was auf dem Display gehabt?
Also ich hab den 'nakischen' Sensor mal an den ADC Eingang vom Mega8 gehängt und die Formel vom Datenblatt mit BASCOM umgesetzt. Ich war eigentlich über das Ergebnis sehr positv überrascht. Der zeigt mir dann schon realistische Werte mit Kommastellen an. Das was ich aber später mal haben will ist das natürlich noch nicht, aber für den 1. Test ganz ordentlich.
Ich weiss jetzt nicht in wie weit Du Dir schon mal Gedanken gemacht hast, aber wenn Du Dir das Datenblatt mal ansiehst, misst das Ding ja zwischen 150 und 1150 hPa. Der Bereich der als Barometer interessant ist bewegt sich so im Bereich von 850 bis 1100 hPa. Aus dem Datenblatt ergibt sich dafür ein Spannungsbereich von ca. 3,5V bis 4,5V.
Bei dem 10 Bit AD-Wandler vom Atmega stehen Dir für 0-5V 1024 Bit zur Verfügung. D.h. für die 1V stehen Dir ca. 205 Bit zur Verfügung. Das ist dann weniger als 1 Bit/hPa für den Interessierenden Bereich (1100-850=250). Man kann dann eine Schaltung aufbauen mit der man den Bereich von 1 V auf 5 V streckt. D.h. man hat dann wirklich 1024 Bit für den Bereich von 850 hPa bis 1100 hPa.

Vielleicht wusstest Du das alles schon was ich da jetzt geschrieben habe, deshalb warte ich erstmal auf Feedback von Dir ob ich weiter machen soll . Wenn Du Interesse hast kann ich Dir meine paar Zeilen Code mal geben, damit Du schon mal den 'groben' Wert ohne Verstärkerschaltung auf's Display bekommst. Die Schaltung werd ich dann die Tage auch mal versuchen hier rein zu stellen, um mir mal von den Experten ein bisschen helfen zu lassen. Hab die Schaltung bisher nämlich auch nur mal simuliert und da gibt's bestimmt noch einiges an Kritik.

Bis dann ...

 

[dino03]

Hi Fuzzy,

Die Schaltung werd ich dann die Tage auch mal versuchen hier rein zu stellen, um mir mal von den Experten ein bisschen helfen zu lassen. Hab die Schaltung bisher nämlich auch nur mal simuliert und da gibt's bestimmt noch einiges an Kritik.

stell mal rein ... ich hab auch noch son Teil rumfliegen aber noch keine Zeit
gefunden den in Betrieb zu nehmen. Kann ich mir Arbeit sparen sonst
hätte ich die Schaltung irgendwann mal selber entwickelt

Gruß
Dino

 

[Fuzzy]

Hallo dino03,

ich hab den Plan mit, ich glaub Electronic Workbench heisst das Programm, gezeichnet und simuliert. Gibt es eine Möglichkeit den Plan hier rein zu machen oder muß ich versuchen über Screenshot das irgendwie hin zu bekommen? Später werde ich versuchen das dann mal hier sichtbar zu machen, aber nicht zuviel erwarten, es ist eigentlich nur eine "Grundschaltung".

Gruß
Roger

 

[dino03]

Hi Roger,

Gibt es eine Möglichkeit den Plan hier rein zu machen oder muß ich versuchen über Screenshot das irgendwie hin zu bekommen?

asl Anhang. Bilder werden dann angezeigt und andere Dateitypen kann man
runterladen.

Gruß
Dino

 

[foley]

Hi Roger,

bin auch neugierig.

Soweit du bereit bist stell ruhig alles online.

Ich bin offen für alles, wobei mich die Schaltung im Moment halt am meisten interessieren würden.

Gruss Alex

 

[Fuzzy]

So, ich hab das jetzt als jpg abgespeichert und hoffe das man was erkennen kann. Die Schaltung ist ein Differenzverstärker. D.h. es wird die Differenz die zwischen den beiden Eingängen die am OP anliegen verstärkt. Wenn man also an dem einen Eingang eine Spannung (Offsetspannung) anlegt, dann fängt der Bursche erst an zu arbeiten sobald diese Offset Spannung erreicht ist. D.h. in unserem Fall sollten wir eine Offsetspannung von ca. 3,575V einstellen, wenn wir bei 900 hPa anfangen wollen zu messen (siehe Datenblatt vom MPX). Den Endebereich hab ich so bei ca. 1040 hPa festgelegt was einer Spannung von ca. 4,2 V entspricht. Unsere zu verstärkende Spannung liegt also im Bereich 4,2V - 3,575V = 0,625V. Da wir ja aber unseren Spannungsbereich von 0 - 5V ausnutzen wollen, müssen wir also die Spannung so verstärken, dass wir bei 4,2 V vom MPX (entpricht 0,625 Spannungdiffernez am OP) 5V am Ausgang haben. Wir brauchen deshalb eine Verstärkung von K = 5V/0,625V= 8.

Den Verstärkungsfaktor stellt man mit dem Widerstandsverhältnis von R2/R1 bzw. R3/R4 ein. In meinem Fall hab ich die Widerstände R2 u. R4 = 56k und R1 u. R3 = 6,8 k gewählt. Das ergibt ein Widerstandsverhältnis und somit ein Verstärkungfaktor von 56k/6,8k = 8,25.

Ich merk gerade dass ich versuche jeden einzelnen Schritt zu erklären.

Vielleicht ist das viel zu ausführlich. Ich häng jetzt einfach mal die Schaltung rein und wenn noch weitere Fragen sind dann kann ich dazu ja nochwas schreiben.

Jetzt hab ich aber noch eine Frage an die Experten. Die Wiederstände hätte ich ja auch genauso gut zu 56 Ohm und 7 Ohm wählen können. Dann wär der Strom halt entsprechend groß und deshalb wählt man ja auch höhere Werte. Aber in welchem Wertebereich sollten sich die Werte denn bewegen? Ohm, Kohm, MOhm ???

Muß man bei der Schaltung evtl. noch Kondensatoren wegen Filterung von Störsignalen dran machen?

So jetzt bin ich mal auf die Kommentare gespannt. Ich bin für jede positive Kritik dankbar .

Achso, das Programm reich ich Dir morgen nach, ich bin momentan nicht an dem Rechner wo ich das drauf habe.

Gruß
Roger

 

[dino03]

Hi Roger,

Ich merk gerade dass ich versuche jeden einzelnen Schritt zu erklären.

Vielleicht ist das viel zu ausführlich. Ich häng jetzt einfach mal die Schaltung rein und wenn noch weitere Fragen sind dann kann ich dazu ja nochwas schreiben.

ich find das gut. Mach ich auch immer so Dann kann wenigstens jeder die
Gedankengänge verfolgen. Für Einsteiger ist das recht sinnvoll, damit sie
mitbekommen wie man eine Schaltung entwickelt und in welcher Reihenfolge
man da am besten vorgeht.

Jetzt hab ich aber noch eine Frage an die Experten. Die Wiederstände hätte ich ja auch genauso gut zu 56 Ohm und 7 Ohm wählen können. Dann wär der Strom halt entsprechend groß und deshalb wählt man ja auch höhere Werte. Aber in welchem Wertebereich sollten sich die Werte denn bewegen? Ohm, Kohm, MOhm ???

Frei nach nem Kollegen - feel free
Das Widerstandsverhältnis muß stimmen. Bei mir liegen die im Bereich
470R ... 2,2M - also relativ weit gestreut. Je nachdem was die Bastelkiste
gerade hergibt. Wenn ich eine rauschärmere Schaltung (NF, Audio) haben
will dann beweg ich mich im unteren Bereich (470R .. 33k). Wenn es was
stromsparendes und hochohmiges werden soll was die Quellen nicht so
stark belastet dann arbeite ich im Bereich 100k ... 2,2M und sonst so im
Bereich 4,7k ... 220k . Das ist ein wenig Gefühl und Sache der verfügbaren
Bauteile. Die Bereich sind aber auf keinen Fall festgeklopft und verschieben
sich je nach einzelnem Anwendungsfall. Gehört auch etwas Erfahrung dazu.
Deine Werte sind schon soweit ok

Muß man bei der Schaltung evtl. noch Kondensatoren wegen Filterung von Störsignalen dran machen?

Ich persönlich verteile da immer noch ein paar Keramiks. Je nach erwarteten
Signalen. Über R2 (56k) würde ich noch nen 100-470pF gegen HF-Schwingung
packen. Der schraubt bei HF dann die Verstärkung runter. Vor R1 (parallel zur
Offset-Spannung von 3,673V) würde ich zur Beruhigung nen 100nF Keramik
oder nen 1µF Elko setzen. Parallel zum Ausganng des MPX4115 (also der
Spannungsquelle am R3) nen 47nF..100nF wegen Beruhigung. Das verhindert
irgendwelche Einstreuungen in die Schaltung und beruhigt das gesamte
Verhalten. Die Werte sind jetzt so nach Gefühl Der MPX4115
braucht für seine Betriebsspannung sowieso noch nen 100nF und nen
22...47µF Elko damit er ne ruhige Versorgung hat. Außerdem solltest Du die
Offset-Spannung nicht aus der Betriebsspannung nehmen (die könnte durch
Laständerungen zu stark schwanken) sondern aus nem eigenen Regler oder
ner Referenzspannungsquelle.

So jetzt bin ich mal auf die Kommentare gespannt. Ich bin für jede positive Kritik dankbar .

Mein Kommentar ist jetzt da. Also Grundschaltung ist ok und auf das
Minimum zusammengestrichen. Soweit alles in Ordnung

Ach ja ... Nimm für Pläne, ... (alles mit harten Linien) am besten GIF oder
PNG. Das wird bei guter Lesbarkeit kleiner. JPG ist eher für Photos geeignet
(alles mit weichen Übergängen). Bei GIF kann man die Farbanzahl auch auf
8 oder 16 (für Eagle) oder auch auf S/W runterdrehen.

Achso, das Programm reich ich Dir morgen nach, ich bin momentan nicht an dem Rechner wo ich das drauf habe.

Bascom ist sowieso im Moment noch nix für mich Aber lesen
kann man es ja mal.

Gruß
Dino

 

[Fuzzy]

So, jetzt hab ich mal 10 Minuten .

Eigentlich wollte ich das Ganze in Assemlber machen aber für mein Projekt "Fungesteuerte Wetterstation" sind soviele Formeln drin, dass ich irgendwann das Handtuch geworfen habe. Wenn ich mal viel Zeit habe, werde ich das Ganze dann vielleicht mal in Assembler umsetzen.

Ich muß dazu sagen dass ich in Bascom auch der absolute Anfänger bin. Betimmt kann man einiges viel besser machen. Auch hier bin ich für Verbesserungsvorschläge sehr dankbar.
Es fällt vielleicht auf, dass ich für das Berechnen des Luftdruckes viel mit Hilfsvariablen hantiert habe, aber ich hab es nicht hingekommen die Formel in einer Zeile umzusetzen. Viel kommentiert hab ich auch nicht, ich denke bei den paar Zeilen erklärt sich das Programm von selbst. Es wird der aktuelle Luftdruck angezeigt und ein paar Sekunden später dann abwechselnd der niedrigste und höchte gemessen Luftdruck.

Hab zur Anzeige ein LCD Display (soll im nächsten Schritt dann durch 7 Segment Anzeigen ersetzt werden). Hab mir dinos FAQ dazu schon reingezogen und mir die entsprechenden Teile schon besorgt. Vielleicht komm ich ja am Wochende mal dazu ein paar Zahlen auf die Anzeige zu zaubern?

Also

Falls was unklar ist -> Fragen

' ----------------------------------------------------------------
' Autor : Roger
' Luftdruckmessung mit MPX4115 von Motorola,
' Test ohne Beschaltung
' Signaleingang am ATmega8 = Pin PC.0
' ----------------------------------------------------------------

$regfile = "m8def.dat"
$framesize = 32
$swstack = 32
$hwstack = 32
$crystal = 4000000
$baud = 9600


$crystal = 4000000

Declare Sub Readadc
Declare Sub Adcspg
Declare Sub Luftdruck
Declare Sub Min_max



Dim I As Word
Dim Rohadc As Word
Dim Rohdata As Word
Dim Spg As Single
Dim Anzmess As Byte

Dim Hpa As Single
Dim Kanal As Byte
Dim Tmp As Single
Dim Tmp2 As Single

Dim Pmax As Single
Dim Pmin As Single

Dim Luftd As String * 16



Const Vs = 4.94                                             'Vs am ADC


Config Adc = Single , Prescaler = Auto

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portd.4 , Db5 = Portd.5 , Db6 = Portd.6 , _
   Db7 = Portd.7 , E = Portd.3 , Rs = Portd.2

Config Lcd = 20 * 2

Cursor Off Noblink

Cls
   Locate 1 , 1 : Lcd "** Luftdruck **"
   Waitms 2000

Kanal = 0


Pmax = 0
Pmin = 2000

Start Adc


Do
      Readadc
      Adcspg
      Luftdruck
      Cls
      Locate 1 , 1 : Lcd "- Luftdruck in hPa -"
      Locate 2 , 1 : Lcd "Pakt="
      Locate 2 , 7 : Lcd Fusing(hpa , "####.#")
      Wait 1
   Waitms 5000
   Cls
      Locate 1 , 1 : Lcd "*** MIN/MAX ***"
      Locate 2 , 1 : Lcd "Pmin="
      Locate 2 , 7 : Lcd Fusing(pmin , "####.#")
      Waitms 2500
      Cls
      Locate 1 , 1 : Lcd "*** MIN/MAX ***"
      Locate 2 , 1 : Lcd "Pmax="
      Locate 2 , 7 : Lcd Fusing(pmax , "####.#")
   Waitms 2500

Loop

Sub Readadc
   Rohadc = Getadc(kanal)
End Sub

Sub Adcspg
   Spg = Rohadc * Vs
   Spg = Spg / 1024
End Sub


Sub Luftdruck
   Tmp = Vs * 0.095
   Hpa = Spg + Tmp
   Tmp2 = Vs * 0.009
   Hpa = Hpa / Tmp2
   Hpa = Hpa * 10
   Min_max
End Sub

Sub Min_max
   If Pmax < Hpa Then Pmax = Hpa
   If Pmin > Hpa Then Pmin = Hpa
End Sub

@dino03
Vielen Dank für Deine nützlichen Kommentare, ich werde dass bei der Umsetzung der Schaltung zu schätzen wissen .

@foley
falls Du die oder eine ähnliche Schaltung nachbaust, lass mal hören ob es geklappt hat, wie gesagt, ich hab sie bisher nur auf dem Papier.

Ich hoffe ich konnte Dir ein bisschen helfen.

Gruß
Roger

 

[foley]

Jupp,

erstmal vielen Dank.

Muss mir jetzt mal die Teile besorgen, den op und ein wenig kleinkram.

Denke aber das kriege ich die Woche hin, schliesslich hab ich ja Urlaub.

Danach werd ich mich mal an die Umsetztung begeben, Ergebnissse werde selbstverständlich sofort mitgeteilt.

Gruß Alex