Sida 1 av 3

Mäta lufttryck

Postat: 28 jan 2009, 17:43
av elf98
Så då har jag äntligen tagit tag i mitt senaste projekt; mäta lufttryck billigt via 1wire!

Här finns resultatet
Bild

Jag skall sätta en decoupler på utgången från trycksensorn, men det är troligtvis mest för syns skull.

Mätenheten är uppbyggd kring MPX4115A, http://www.freescale.com/files/sensors/ ... X4115A.pdf
För att läsa av utspänningen används en DS2450S.

Sensorn har inte någon hårdvarukalibrering, eventuell kalibrering mot havsnivå måste därför göras i mjukvara.

Bilder på testexemplaret:
lufttryck1.jpg
lufttryck2.jpg
lufttryck2.jpg (66.37 KiB) Visad 7156 gånger
Så här gör jag för att räkna ut trycket utifrån VS och Vout:

Kod: Markera allt

#Beräkningar och grafskapande görs på temperatur.nu-servern. Pvolt.ALL är volt.ALL från DS2450.
DATA1=`wget -O - -q elf98.dyndns.org:8000/Pvolt.ALL`
#Vout är anslutet till ingång A/1
VOUT=`echo $DATA1|sed -e s/,//g|awk '$0=$1'`
#VS, Spänningsmatningen på 1wire-nätet, är ansultet till ingång D/4
VS=`echo $DATA1|sed -e s/,//g|awk '$0=$4'`
#echo Det är bra att se värdena för eventuell felsökning
echo "Vout=$VOUT, VS=$VS"
#Beräkning av tryck utifrån Vout och VS
CALC_PREASURE=`echo "$VOUT $VS" | awk '{$1=($1+0.095*$2)/($2*0.009)*10;printf "%.0f",$1}'`

Glömde jag att nämna att jag fått hem en hel hög med trycksensorer? Och att lagret med DS2450S är påfyllt? Trycksensor dyker upp i shoppen under kvällen.

Re: Mäta lufttryck

Postat: 28 jan 2009, 17:46
av ahd71
Trycksensor dyker upp i shoppen under kvällen.
Är det kväll snart ;-)

Re: Mäta lufttryck

Postat: 28 jan 2009, 17:51
av elf98
Japp! nu är det det!

(Glöm inte forumrabatten)

http://shop.temperatur.nu/trycksensor-m ... p-173.html

Re: Mäta lufttryck

Postat: 28 jan 2009, 17:59
av ahd71
forumrabatt?

(Skönt att det är kväll, nu har jag två tendenser som pekar på det...ljusnivån på mina ljussensorer och att det kommit en ny leksak i shoppen). Det enda som inte pekar på det är min inkorg som bara blir längre och längre ju mer jag jobbar, otacksamt....

/Anders

Re: Mäta lufttryck

Postat: 28 jan 2009, 18:56
av elf98

Re: Mäta lufttryck

Postat: 28 jan 2009, 20:34
av elf98
Värdet varierar lite för mycket för att jag skall vara nöjd.

Möjliga felorsaker:
  • VS ligger precis på gränsen, den pendlar mellan 4.86 och 4.89V. Tryckgivaren skall ha 4.85 till 5.35V. Bättre spänningsmatning fixas i morgon.
  • Det sitter inte någon kondensator på sensorns utgång, det kan kankse påverka något. Fixas i morgon.
  • DS2450 kankse inte har tillräckligt hög noggrannhet? om spänningarna varierar med så lite som 0.005v påverkar det det beräknade trycket.
Återkommer!

Re: Mäta lufttryck

Postat: 28 jan 2009, 21:11
av ahd71
DS2450 har en högre möjlig upplösning på mätvärdena än nogrannheten.

>> "In the shaded areas the accuracy is less than the resolution. The conversion results may include random noise."

Se http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/DS2450.pdf sidan 22 för en bra tabell. Bruset börjar från 10mV och nedåt om jag tolkar tabellen rätt vilket i så fall skulle ge detta resultat.

/Anders

Re: Mäta lufttryck

Postat: 29 jan 2009, 01:15
av elf98
Du har rätt.

Lösning1: sampla riktigt många gånger vid varje mätning för låta slumpen jämna ut det fel som uppstår.

Eller så får jag helt enkelt använda mig av en instrumentförstärkare... Synd, det höjjer komponentkostnaden rätt mkt.

En instrumentförstärkare har schematiskt sett 5 (eller fler) ingångar:
  • [1]Vin+ insignalen
    [2]Vin- referenssignal. Insignalen minskas med denna i mitt fall statiska spänning
    [3]V+ Positiv spänningsmatning
    [4]V- Negativ spänningsmatning eller Gnd
    [5]Vout Utspänning
Viktiga fakta:
En instrumentförstärkare har en justerbar eller förinställd förstärkning av skillnaden mellan Vin+ - Vin-. (gain)
En Instrumentförstärkare kan inte lämna högre Vout än V+ -0.XV
En Instrumentförstärkare kan inte lälmna lägre Vout än V- +0.XV

Jag vill förändra utspänningen från trycksensorn så det täcker ett större intervall, men jag vill fortfarande kunna mäta ett "rimligt" tryckområde. Jag vill under inga som helst omständigheter ha flera spänningsmatningar, +5V skall räcka!

Ett rimligt tryckområde är enligt min mening 900 - 1100 mbar.

Jag förutsätter att V+,Vdd är 5,00V

Trycksensorn ger då vid 900mbar en utspänning på 3,575V och vid 1100mbar 4,475V. Spänningsintervallet är 0,9V.

Vin- bör därmed ligga på ca 3,45Volt, så att Vin+ - Vin- ligger på ca 0,1V.

Om instrumentförstärkaren har en gain (förstärkning) på 5X kommer Vout som mest att bli (0,1+0,9)*5=5,0V

En förstärkning på 5 gånger bör leda till att det fladder jag nu ser minskar med en faktor 5.

Jag behöver därmed en instrumentförstärkare där Vout min< 0,1V och Vout Max> Vdd. Dessutom bör förstärkaren klara ett gain på 5. INA122 klarar nästan denna spec, det kan bli lite fel vid extremvärdena.!

Nackdelen med denna lösning är att antalet komponenter ökar.
"Extra" komponenter blir:
  • 1st Instrumentförstärkare
  • Flervarvig trimpotensiometer (för att kunna ställa in Vin- exakt.)
  • Diverse motstånd.
Denna lösning fördyrar materialkostnaden med ca 70-90kr ex moms.

Fördelen med denna mer avancerade lösning är att det går att kalibrera givaren mot olika höjder.

I morgon skall det testas!

Re: Mäta lufttryck

Postat: 29 jan 2009, 23:24
av elf98
Puh!

Efter att ha:
Bytt en trasig transistor
Bytt en trasig kabel. (Hur kan en kabel gå sönder?)
Samt lödit om alla lödpunkter.
Har jag fått det att fungera med instrumentförstärkaren!

Det resultat som nu syns i grafen är baserat på det värde som kommer ur instrumentförstärkaren.

Förhoppningsvis kommer fladdret att vara kraftigt reducerat nu.

Det var inte helt enkelt att komma hela vägen fram, men med http://www.timbitson.com/Weather_Projec ... ometer.pdf som grund gick det. (tror jag, än är det för tidigt att dra några slutsatser.)

Min lösning klarar sig på 5+/-0.1V. Spänningsintervallet är rätt kinkigt. De algoritmer jag använder mig av kompenserar så gott det går för skiftande inspänning.

To be continued...

Re: Mäta lufttryck

Postat: 29 jan 2009, 23:34
av elf98
Körde en serie om 20 samplingar för att se resultatet:

Kod: Markera allt

	1018,3
	1019,2
	1019,3
	1018,9
	1018,2
	1018,3
	1019
	1018,3
	1018,2
	1019,1
	1018,8
	1019,2
	1018,3
	1018,8
	1018,4
	1017,8
	1019,3
	1018,9
	1018,5
	1018,5
Medel:1018,665
Max:1019,3
Min:1017,8
Diff:1,5
Median:1018,65
Standardavvikelse:0,439227791

Ganska ok eller? I morgon skall jag scripta lite och köra en större serie och köra samma analys.

Re: Mäta lufttryck

Postat: 30 jan 2009, 10:58
av ahd71
Bra gjort!

Såg båda inläggen nu, låter mycket hoppfullt och som rätt väg att gå.

mvh/Anders

Re: Mäta lufttryck

Postat: 30 jan 2009, 11:11
av Dowser
Förresten, ni som har lufttrycks-mätare, har ni testat om det är någon "mätbar"/relevant skillnad i tryck inom och utomhus?

Re: Mäta lufttryck

Postat: 30 jan 2009, 11:14
av ahd71
Har aldrig mätt lufttryck själv, kan det vara så att det i sig också varierar "högfrekvent" eller är det långsamma ändringar? Oavsett låter detta som mer än tillräcklig noggrannhet och använder man sen TREND funktionen i RRD och gör ett glidande medelvärde över 10 minuter så kommer det bli spikrakt :-)

/Anders

Re: Mäta lufttryck

Postat: 30 jan 2009, 11:21
av elf98
Körde ett snabbt test med 100 samplingar, resultat var ungefär det samma som med 10st.

En serie med 10000 samplingar går nu, men det tar lite tid...

Re: Mäta lufttryck

Postat: 30 jan 2009, 11:31
av ahd71
Vad händer om man sätter på köksfläkten? (du behöver inte förstöra denna mätserie, var bara nyfiken på vad som hände om man öppnar/stänger dörrar, startar en badrumsfläkt etc...

/Anders