LED-Barometer (zonder leds)

[neolinuxer]

Hallo,
na het experimenteren met de USB ben ik gestart met het samenstellen van een weerstation. Windsnelheid, richting, temperatuur heb ik al in orde gekregen.
Enkel een barometer (en hygrometer) ontbrak nog, daarom ging ik op zoek en vond de LED-barometer, zonder het gedeelte met de LEDs zou die aangesloten kunnen worden op een analoge ingang van de USB datakaart. Maar na een klein experiment zonder de datakaart kwam er plots een negatieve spanning over de gelijkrichter, en nu weet ik niet of het circuit beschadigd is of niet. Want de uitgangspanning kan ik slechts een kwart volt laten variëren door te blazen in de MPX2200.
Ik weet dus niet of dit normaal is of dat er daadwerkelijk iets beschadigd is.

Indien dit normaal is, kan iemand dan een eenvoudig schakelingetje geven zodat ik een groter meetbereik heb? (0-5V)

[pjongen]

De output van de MPX2200 is differentieel en de span is maar 40 mv.
Om daar 0-5 volt van te maken heb je dus een goede kwaliteit differentiele gelijkspannings versterker nodig. Die moet stabiel en zonder temperatuur drift zijn.

Dit is eigenlijk alleen maar met op-amp(s) te realiseren.

Kijk maar eens hier, output tussen 0,5 en 5volt full scale van de MPX:
http://www.netzmafia.de/buecher/linuxhackz/Datenblaetter/Drucksensoren/MPX2200-AN1324.pdf

http://www.discip.ac-caen.fr/phch/lycee/touniv/barometre/pression.htm

Let er wel op dat de MPX die jij hebt geschikt is voor barometer toepassing want zo te zien komt hij in meerdere smaken.

[neolinuxer]

er zitten in de schakeling van de led barometer zitten 4 ML324's, maar ik heb geen iedee hoeveel die opkrikken.

en de mpx2200 is degene die gebruikt werd in de LED barometer van juni 2006

bij het bekijken van de 2de link viel mij op dat de schakeling ongeveer dezelfde is als die van de led barometer.

hartelijk bedankt, nu weet ik tenminste dat het geringe spanningsverschil normaal is en niet te door de spanningspiek komt.

met de usb datakaart kan ik dus een verandering van 5hPa meten sinds dat de resolutie 5 mV is. Jammer.

[arjen h.]

kan iemand dan een eenvoudig schakelingetje geven zodat ik een groter meetbereik heb? (0-5V)

Een alternatief om het meetbereik te vergroten is de referentiespanning van de ADC te verlagen. Hiervoor moeten een 2-tal dingen gebeuren:
- referentiespanning aanbieden aan Vref+, ingang AN3, pootje 5
- ADC instellen AN3 als ref. te gebruiken i.p.v. VCC

Referentiespanning kan met een instelpot (of 2 weerstanden) gerealisseerd worden. Ene kant aan de VCC, andere kant aan GND en de loper op AN3. Dit kanaal is dus niet meer beschikbaar als sensor-ingang.

De ADC anders instellen vereist een modificatie van de firmware.
Beetje pseudo-code hoe ik het denk ik aan zou pakken:

 
  OpenAdc(... default instellingen, VrefPlus = VCC); 
  word wRefAn3 = ReadADC(Channel_AN3); 
 
  OpenAdc(... VrefPlus = AN3); 
  word wBarometer = ReadADC(Channel_Barometer); 
 
  double dVrefPlus = 5.0 * wRefAn3 / 1024; 
  double dVoltBarometer = dVrefPlus * wBarometer / 1024; 

Door eerst AN3 ten opzichte van VCC te meten kun je zelf de potmeter fijnafstemmen, zonder de firmware aan te moeten passen. Als je toch de firmware aanpast, dan kun je gelijk de 5.0 vervangen door de werkelijke voedingsspanning (b.v. 4.97 V in mijn geval).

[pjongen]

Je kunt het meetbereik wel verkleinen op die manier, maar voor het dit geval is dat niet de oplossing en ook is geen alternatief.

1- De uitgang van de opnemer is differential.
2- We praten over 40mV van minimaal naar maximale uitgang van de opnemer.

Dus versterken moet je toch, 40 mV is net boven de ruis uit in dit soort schakelingen.

[arjen h.]

1- Je kunt toch beide signalen (+ en -) beide op een adc aansluiten en het verschil bepalen?
2- Wat is het addertje om op de Vref+ een spanning van 50mV te zetten?

Even gegoogled naar een datasheet van de MPX2200. In de tabel OPERATING CHARACTERISTICS zie ik dat de full scale span max. 41.5 mV is en de offset max. 1 mV. De absolute waarde komt volgens de getallen dus niet boven de 42.5 mV, vandaar dat mijn keuze 50 mV zou zijn.

Als ik het mis heb, ik leer graag...

[pjongen]

Differential signalen hebben geen referentie naar ground. Dus daarom kun je + en - niet appart aansluiten en meten. De afgegeven spanning is tussen de + en de - . Dit "zweeft" t.o.v. ground. Je moet dus los van ground meten tussen die twee pennen.

Ik heb nergens kunnen lezen dat de ref+ geen 50mV KAN zijn. De vraag is of er dan nog wat te meten valt. Als je je bv even voorstelt dat de resolute bij de full range 50mV zo'n 50 uVolt zou zijn is dat wel erg klein. Dat komt niet zeker niet boven de ruis, brom en andere storing uit.

Die opnemer heeft niet voor niets een dif uitgang. De kleine signaal verschillen zouden bij een gewone (ground reference) aansluiting verdrinken in allerhand stoor signaal. Een differential signaal is daar ongevoelig(er) voor.

Maar een andere aanwijzing is Tabel 28-28. Daar wordt de nauwkeurigheid van de AD converter gegeven voor delta VRef (dus het verschil tussen Vref- en Vref+ ) van > 3Volt.
Ik lees daar dat de nauwkeurigheid niet meer gegarandeerd is beneden een deltaVref van 3 volt!
Er staat niet dat het geen 2V mag zijn of zelfs 1 volt, maar dan ga je al ver van de "recommended" operating charateristics af.

[arjen h.]

Maar een andere aanwijzing is Tabel 28-28. Daar wordt de nauwkeurigheid van de AD converter gegeven voor delta VRef (dus het verschil tussen Vref- en Vref+ ) van > 3Volt.

Goed dat ik dit weet, hier was ik zeker een keer mee in de boot gegaan!

Over differential signalen, misschien is Microchip Application Note AN842 nog wel interessant en/of dit stukje van Maxim, APPLICATION NOTE 1108.

Kijk maar eens hier, output tussen 0,5 en 5volt full scale van de MPX:
http://www.netzmafia.de/buecher/linuxhackz/Datenblaetter/Drucksensoren/MPX2200-AN1324.pdf

Dit lijkt mij een hele goeie...


[offtopic, maar wel gerelateerd aan de ADC]
Peter, weet jij wat over de instellingen van het ADCON2 register van de 18F4550?'

[neolinuxer]

sorry, maar pic herprogrammeren zit er niet in voorlopig.

[pjongen]

sorry, maar pic herprogrammeren zit er niet in voorlopig.

Het idee van Arjen om dat binnen de PIC op te lossen werkt niet zoals je uit de rest van de berichten kunt opmaken.

Jouw oorspronkelijke idee het (zwakke signaal) van de MPX zo versterkt dat het tussen 0 en 5 volt uitkomt is de enige juiste oplossing.