Druksensor omzetten in 2 signalen

En hoe werkt dat allemaal precies?
Kan er iemand van jullie eventueel een schema van maken?
(met sensor, opamp tot plc ingang)

Met een opamp versterk is toch alleen de spanning?

Alvast bedankt voor jullie reacties.

je zoekt zoiets
komt 4 -20 mA uit, een standaard analoog plc ingang.
let op, deze is ontworpen voor een pt100 (temperatuur weerstand)

Nu weet ik niet hoeveel spanning mag ik hier op steken?
Als ik dit doe met 24V heb ik onbelast I = U/R dus I = 24V/1MΩ = 0,000024A of 0,024mA en belast 24V / 3kΩ = 0,008A of 8mA.

het is een slecht idee om 24 volt over de meetbrug heen te zetten, hierdoor wordt de meetbrug weerstand teveel opgewarmd waardoor jouw meting langzaam oploopt met de stijgende temperatuur.

doe dit dan met een lager voltage, daardoor zal er minder stroom door de weerstand lopen en minder opwarmen.

Als het echt niet nauwkeurig hoeft, kun je er gewoon een spanningsdeler van maken met een weerstand van 22k of zo op de 24V voeding, dan blijf je altijd onder die 1mA. Met een comparator zoals de LM311 voer je dat signaal dan aan een van de ingangen, en zet je een potmeter aan de andere ingang, die ook weer als spanningsdeler over de voeding staat. Met die potmeter stel je het punt in waar de uitgang van de comparator van laag naar hoog gaat. Eventueel kun je nog een potmeter vanaf de uitgang naar de niet-inverterende ingang (+) zetten, om wat hysterese toe te voegen (ruimte tussen de punten waar hij heen- en weer terug schakelt).

@pietplof: goed kans dat er in dat weegplateau een standaard loadcel zit die 2 of 3mV/V geeft, dat wil zeggen, bij de maximale belasting krijg je van elke volt excitatiespanning (meestal zo'n 10V) 3mV terug, dus in totaal 30mV. Dat is dan ook nog eens de spanning tussen 2 punten van een brug van Wheatstone, dus dan moet je eerst nog met instrumentatieversterkers aan de slag om er iets bruikbaars van te maken.

Het is natuurlijk mogelijk dat er een ander type loadcel in zit, die voor de TS wel bruikbaar is, maar die kans lijkt me vrij klein.

Zal dat geen probleem opleveren?
Een pt100 of pt1000 hebben slechts een weerstand van 100 of 1000Ω en mijn drukmeter tot maximum 1MΩ?

De weerstand van een PT100 of PT1000 wordt ook een stuk hoger dan 100 respectievelijk 1000 ohm, dat is namelijk de nominale waarde bij 0C. Als je een sensor hebt die tot 900C kan meten (toegegeven, dat is vrij extreem), zit je ook al op 400 of 4000 ohm.

Maar je hebt wel gelijk dat de kans groot is dat die versterker met jouw sensor niet gaat werken, maar daarom schreef Roel999 ook "zoiets", met de waarschuwing dat dat model voor een PT100 of PT1000 is.

@Roel999: leuk ding, lekker compact! Weet je wat dat ongeveer kost?

Nee die dingen zijn zeker niet voor zulke hoge weerstandsmetingen gemaakt.
alhoewel je er wel iets aan kan instellen via een soort interface lijkt het me toch beter om een andere soortgelijke oplossing te zoeken.
Tenzij je de weerstand van de loadcell kunt verlagen natuurlijk (parallel een weerstandje plaatsen??)

offtopic:
Sorry die informatie kan ik zo gauw niet vinden.
kan proberen of ik het morgen op het werk kan opzoeken...

Ik weet wel dat het ideaal werkt met die m12 connector, laatst nog een volledige installatie mee bekabeld.
zaten ook een paar van deze converters in, vandaar.
Alle sensoren zelfde connector, in het veld geen gepruts met losse aders.
Later bij een storing stekker los, andere sensor erin, stekkertje vast en gaan!

natuurlijk zullen er ook anderen zijn met die deze connector of een gelijkwaardig systeem gebruiken.

*geen rechten of andere vormen van inkomsten uit de verkopen van Ifm.

off-topic:
Volgens mij rond de 80 euro. Je hebt er zo niks aan: instellen via I/O link. Een I/O link interface kost al gauw 200 euro.

Waarom 4..20mA en niet gewoon spanning? Lijkt me simpeler.
4..20mA is leuk op plaatsen waar de betrouwbaarheid van belang is, daar ga je niet met hobbysensoren aan de slag.

Op 24 november 2013 20:55:19 schreef SparkyGSX:
Als het echt niet nauwkeurig hoeft, kun je er gewoon een spanningsdeler van maken met een weerstand van 22k of zo op de 24V voeding, dan blijf je altijd onder die 1mA.

Ik weet niet of dat gaat werken, heb er ook problemen mee gehad (maar dan met een humiditiy en CO2 sensor), die gaven ook maar +/- 1mA aan de uitgang. En dat ging niet werken die storte helemaal in elkaar, die kreeg de ingang niet hoog. Dus ik denk dat je de uitgang toch moet versterken. Ik heb toen de TLV271 gebruikt, en dat werkte perfect.

Plus dat ze aangeven in de datasheet dat de spanning tussen de 1 en 5VDC moet zijn.

Maar wat moet ik nu concreet doen?
Aansluiten op 5VDC en dan versterken?

@Lambiek: daarom stond er in de volgende zin ook een comparator genoemd, die trekt nagenoeg geen stroom uit zijn ingang, in tegenstelling tot de analoge ingangen van een PLC, waarbij de ingangsimpedantie vaak nog relatief laag is (een tiental kilo-ohm of zo).

Die 5V gaat naar mijn idee alleen op als je er een spanningsbron op aansluit zonder andere weerstand in serie, omdat je daarmee bij een weerstand van 5k al op 1mA zou komen. Met die 22k weerstand in serie staat er wel meer dan 5V over de sensor, maar alleen als de weerstand zodanig hoog is dat je toch ruim onder die 1mA blijft.

Op 25 november 2013 23:43:26 schreef SparkyGSX:
Met die 22k weerstand in serie staat er wel meer dan 5V over de sensor, maar alleen als de weerstand zodanig hoog is dat je toch ruim onder die 1mA blijft.

Toch zou ik dat niet gokken, als je toch een opamp gebruikt is de spanning toch makkelijk op te krikken naar de spanning die je nodig hebt.

Met wat je beschrijft dacht meteen aan een Window Comparator. Op deze link vind je de uitleg hoe het werkt. (3. The Limit Window Comparator) In plaats van een LDR gebruik je dan de druksensor

http://www.ermicro.com/blog/?p=1578

Ik ken de ervaringen van TS niet maar je zou het ook met een AVR of een PIC met een analoge ingang kunnen doen. Met een 8 pins MCU heb dus meteen digitale uitsturing en meer pinnen vrij dan noodzakelijk. Met OPAMPS moet je misschien nog rekening houden met een hysteresis.

[Bericht gewijzigd door depeet op dinsdag 26 november 2013 15:16:30 (36%)

Hoewel mijn Duits erg beroerd is, krijg ik toch de indruk dat de Engelse en Duitse datasheets significant verschillend zijn.

In beide gevallen staat er niet "max. 1mA", maar "max. 1mA per cm^2 actief oppervlak". Dat betekend dus dat de stroom nog kleiner moet zijn als het oppervlak van de sensor dat bedient wordt kleiner is, omdat de stroomdichtheid op die plaats anders te groot zou worden. Dat zou een stroombron dus ook uitsluiten.

De specificatie "max. 5V" lijkt me zo gesteld om te voorkomen dat de stroom te groot zou worden als er hard op de sensor gedrukt wordt, maar uit de grafiek in de Engelse datasheet haal ik dat de weerstand dan zo'n 2k zou worden, en de totale stroom dus 2.5mA, maar daarbij is mij niet duidelijk wat het actieve oppervlak is. Het zou natuurlijk kunnen dat er nog een andere reden is voor die maximale spanning.

Een weerstandje in serie op 5V, en dan een opamp om het analoge signaal te versterken, of een of meerdere comparators lijkt me dus wel de beste oplossing.

Zulke niet-lineaire sensors zijn vaak wat beter te bemonsteren met een stroombron, maar in dit geval (tegenover een NTC of dergelijke sensor) kan het voorkomen dat slechts een klein deel van de sensor bediend wordt, waardoor de stroom dus niet netjes over de hele sensor verdeeld wordt.

Ben met je eens dat het er allemaal niet echt duidelijk in staat.
Maar zoals je ook zegt, ik zou ook voor een opamp gaan en het geheel versterken.

Wat depeet zegt zou ook nog kunnen, de comparator instellen op de gewenste waarde/gewicht. Dan kan de TS een digitale ingang gebruiken op de plc, in plaats van een analoge ingang. het is maar net wat hij wil, het kan beide.

Ik heb sowieso een digitale ingang nodig, een analoge krijg ik niet ter mijn beschikking.
Toegegeven mijn kennis van OPAMP is nogal beperkt.

Met een opamp versterk je toch alleen de spanning?
En hoe kan ik de uitgangsspanning tot 24V krijgen want de meeste OPAMPS hebben toch een max voedingsspanning van 15V?

Het is de bedoeling dat wanneer de druk vergoot (de weerstand verkleint) er een 24V signaal komt dat ik op mijn digitale ingang kan aansluiten.
Als ik een constant 24V signaal heb dan is mijn ingang constant hoog en daar kan ik niet mee programmeren.

Toch allemaal al bedankt voor jullie reacties.

Op 28 november 2013 20:55:28 schreef Frederic E:
Ik heb sowieso een digitale ingang nodig, een analoge krijg ik niet ter mijn beschikking.

Schoolvraag?

Hier heb je een voorbeeld.

De weerstanden zijn niet echt berekend, dat is natte vinger werk.
Dat moet je dus zelf even controleren.

Maar zo zou je het kunnen doen, met P1 kan je het venster instellen waarbij de sensor moet schakelen. Zet het eerst even op een bread board om te testen (als je die hebt).

Voor de opamp kan je ook een ander type nemen, als het maar een rail to rail type is.

Ik weet ook niet of de weerstand van de druksensor toeneemt of afneemt als je er op drukt, heb ik niet naar gekeken. Dus het kan zijn dat je R3 en de druksensor van plaats moet verwisselen.

@Frederic E
Nee, een opamp kan ook als buffer gebruikt worden. Dan is er stroomversterking.
Veel opamps kunnen meer dan 15V voeding aan.
Een comparator zoals de LM311 is een betere optie.

Bedankt voor het schema Lambiek,
Het was zoiets dat ik zocht.

Bij de druksensor neemt de weerstand af en is de maximumstroom 1mA.
Als ik nog een tweede signaal wil moet ik dan terug aftakken aan de druksensor, aansluiten op de opamp en aan de andere opamp klem ook een potentiometer? Zodat ik twee waardes kan regelen?

@Lambiek: ik heb wel nog wat vragen over je schema:
-wat is het nut van R2, R4 en R5?
-hoe bepaal ik de waarde van P1?
-NPN of PNP transistor?

[Bericht gewijzigd door Henry S. op maandag 9 december 2013 20:57:56 (19%)

Op 28 november 2013 21:04:32 schreef Zonnepaneeltje:
[...]
Schoolvraag?

Ik denk het wel gezien zijn andere post.

Op 7 december 2013 14:05:09 schreef fred101:
[...]

Ik denk het wel gezien zijn andere post.

Ja, dit is ook voor mijn eindwerk.
Het gaat er hem om dat er in een lift altijd een maximum gewicht is, en aan de hand van die druksensor kan ik dat simuleren..
Als ik een 24V signaal heb kan ik deze aansluiten op mijn digitale plc ingangskaart.
En ondertussen is het de bedoeling om 3 toestanden te hebben:
Toestand 1: onbelast en de grootste weerstand.
Toestand 2: normale belasting (ik dacht aan iets van 0-7kg)
Toestand 3: overbeladen van 7-10kg

Toestand 1 kan ik bekomen door toestand 2 en 3 inverterend in serie te zetten. Maar ik heb dus nood aan 2 verschillende 24v signalen

Op 7 december 2013 13:58:37 schreef Frederic E:
@Lambiek: ik heb wel nog wat vragen over je schema:
-wat is het nut van R2, R4 en R5?

Als R2 niet zou zitten kan je de ingang niet naar de massa krijgen, je wil toch een spanning tussen de 0 en 5VDC op je opamp krijgen?
R4 is een basis weerstand voor T1, waar dient die voor denk je?
R5 is een pull down weerstand, en waar dient die voor?

-hoe bepaal ik de waarde van P1?

P1 heeft de goede waarde.

-NPN of PNP transistor?

Hoe was dat ezelsbruggetje ook al weer, pijl naar plaat is?
En dan spreekt de andere voorzich.

Ok bedankt voor je uitleg.
Aan de hand van je schema heb ik dit gemaakt voor 3 24V signalen,
kunnen jullie mij zeggen wat er allemaal fout aan is?

Ik heb besloten om te werken met zo gewichtjes van 20 gram en 50 gram.
Ingang I0.0 moet hoog worden wanneer er geen gewicht op staat.
Ingang I0.1 wanneer 20 gram
Ingang I0.2 wanneer 50 gram.

Dat wil zeggen dat de sensor dan een weerstand zal hebben van (in theorie):
Onbelast --> 1MΩ
20gram --> 998 004Ω
50 gram --> 995 010 Ω

Kloppen de waardes van de potentiometers dan nog?
En moet ik bij geen belasting niet inverteren?

Alvast bedankt

Zet je schakeling op een bread board, en test het uit.

En moet ik bij geen belasting niet inverteren?

Wat gebeurt er als je R1 en je sensor verwisseld?

Op 7 december 2013 17:04:00 schreef Frederic E:
Ja, dit is ook voor mijn eindwerk.

Dan mag je dit even goed doorlezen.