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Thema: Durchflusssensor auswerten

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Durchflusssensor auswerten

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    Hi,

    folgendes gegeben: Durchflusssensor an Heizungsanlage, Open Collektor Ausgang, 96 Impule pro Liter, Pullup 4,7K. Signal an pind.0 eines Atmega8 angeschlossen. Interner RC Oszillator. Ansonsten orginal Fusebits.

    Gemessen wird mit Timer1 von Fallender zu Fallender Flanke. Allerdings bekomme ich keine richtigen Werte. Zeit von Fallender bis Fallender Flanke mit Oszi gemessen. 60ms. Ergibt laut Adam Riese 625 Liter pro Stunde. Der AVR zeigt mir aber irgendwas um die 910 Liter an. Habe auchmal einen neuen genommen. Gleiches Ergebnis. Hab ich irgend einen Denkfehler?


    Code:
    $regfile "m8def.dat"
    $crystal = 2000000
    $hwstack = 30
    $swstack = 30
    $framesize = 30
    
    Config Lcd = 16 * 2
    Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portd.6 , Db5 = Portd.7 , Db6 = Portb.0 , Db7 = Portb.1 , E = Portd.5 , Rs = Portd.4
    
    
    Config Timer1 = Timer , Prescale = 64
    
    
    Enable Interrupts
    
    Config Portd.3 = Output                                     'R/W vom Display
    
    Config Pind.0 = Input
    
    Portd.3 = 0
    
    Dim State As Bit
    Dim Durchfluss As Word
    Dim Durchflusstemp As Word
    Dim Tempword As Word
    Dim Tempword1 As Word
    Dim Templong As Long
    Dim Tempsingle As Single
    Dim Displaywarten As Byte
    
    State = 0
    
    Wait 1
    
    Cls
    Cursor Off
    
    'Hauptprogramm
    
    Do
    
     If Pind.0 = 0 And State = 0 Then
      Tccr1b = &B00000011
      State = 1
      Waitms 1
      Gosub Wait_one
      Gosub Wait_zero
     End If
    
    
     If State = 1 Then
      State = 0
      Gosub Auswerten
      Gosub Wait_one
     End If
    
    Loop
    
    
    
    Auswerten:
    
      Tempword1 = Tcnt1l
      Tempword = Tcnt1h * 256
      Tempword = Tempword + Tempword1                           'ca 2031.3
      Templong = Tempword * 95                                  'Zeit für 1 Liter
      Tempsingle = 31250 / Templong                             'Liter pro Sekunde
      Durchflusstemp = Tempsingle * 3600                        'Liter pro Stunde
      If Durchflusstemp > 200 And Durchflusstemp < 1000 Then
       Durchfluss = Durchflusstemp
      End If
      Timer1 = 0
      Incr Displaywarten
    
      If Displaywarten = 50 Then
       Locate 1 , 1 : Lcd "Durchfluss:"
       Locate 2 , 1 : Lcd Durchfluss ; " L/h " ; Tempword ; "   "
       Displaywarten = 0
      End If
    
    Return
    
    
    
    Wait_one:
    
     Do
    
     If Pind.0 = 0 Then
      Return
     End If
    
     Loop
    
    
    Return
    
    
    Wait_zero:
    
     Do
    
     If Pind.0 = 0 Then
      Tccr1b = &B00000000
      Return
     End If
    
     Loop
    
    
    Return

  2. #2
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    Hallo Felix H.,

    bevor ich verstehen konnte welche Aufgabe die Unterprogramme Wait_one und Wait_zero haben, habe ich mich gefragt, weshalb Du in den Unterprogrammen eine Do-Loop-Schleife eingebaut hast - und noch dazu eine ohne Bedingung (im Sinne von "Loop until X = ...").
    Ich könnte mir vorstellen, dass der Controller dann beim ersten Ausführen des Unterprogramms genau dort hängenbleibt, weil er nie den Return-Befehl erreicht.

    Ob das eine Erklärung für den beobachteten Fehler ist, kann ich auf die Schnelle nicht sagen, weil sich mir das ganze Programm noch nicht vollständig erschließt, aber probier´s doch einfach mal ohne Do-Loop in den Subroutinen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Searcher
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    Hallo,
    einiges was mir bis jetzt so auffällt:

    Interner RC Oszillator. Ansonsten orginal Fusebits.
    Der Mega8 läuft dann mit 1MHz und $crystal muß auf 1000000 berichtigt werden
    Das hat Auswirkungen auf die wait Anweisungen - die werden mit $crystal = 2Mhz doppelt so lang wie angegeben.

    Und die Grundlage zur Berechnung der Liter pro Sekunde stimmt nicht.
    Code:
        Tempsingle = 31250 / Templong                             'Liter pro Sekunde
    Die Frequenz des Timers mit Prescale 64 ist nicht 31250Hz sondern 15625Hz


    Code:
    Auswerten:
    
      Tempword1 = Tcnt1l
      Tempword = Tcnt1h * 256
      Tempword = Tempword + Tempword1
    Geht auch mit Tempword = Tcnt1, dann macht Bascom den 16 Bit Registerzugriff aber kein Problem


    Insgesamt finde ich die Methode zum Messen der Impulse nicht optimal.

    Gruß
    Searcher
    Geändert von Searcher (19.10.2012 um 19:47 Uhr)
    Hoffentlich liegt das Ziel auch am Weg
    ..................................................................Der Weg zu einigen meiner Konstruktionen

  4. #4
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    hi,

    habe den Oszillator schon auf 2 Mhz stehen habe testweise auch 4 oder 8 versucht (mit abgeändertem Programm). Ohne Erfolg.
    Wieso stimmt die grundlage zur berechnung nicht? Templong hat den Wert, den 1 Liter an Zeit braucht. Wenn ich 1 Sek. durch diesen Wert teile bekomme ich das richtige Ergebnis.

    Ich habe eher das Gefühl, dass der Timer nicht richtig läuft.

    Nein schön ist es nicht. Aber ich hab mehrere Versionen durchgetestet und nichts hat funktioniert.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Das Ganze ist nur "nicht schön", sondern ein wildes Durcheinander. Wenn der Code Eingangs auf Low des Pins prüft und dann in beiden Subs nochmal, warum das, wegen Sensorprellen ? Wenn der Prellvorgang bei fallender Flanke geschieht, ist's sowieso egal, weil die LCD-Ausgabe bereits entprellt, so wie der Code angelegt ist. Sollte hingegen das Prellen bei steigender Flanke entstehen, so triggern dieses Prellen den Messvorgang, daraufhin wird in der ersten Sub auf fallende Flanke gewartet. Sobald die eintritt, wird die erste Sub verlassen und in der zweiten auf genau das Gleiche gewartet. Je nachdem durch welches Prellen die Messung usgelöst wird, gibt's 'ne längere und kürzere Periode. Außerdem muss bei abweichenden Clocks <> 1 MHz das entsprechende Calibration Byte in OSCCAL geschrieben werden, siehe Datenblatt.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Searcher
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    habe den Oszillator schon auf 2 Mhz stehen habe testweise auch 4 oder 8 versucht
    $crystal ist NICHT der Oszillator!

    Der $crystal Wert bestimmt nicht die µC Frequenz sondern umgekehrt. Der Wert muß auf den Wert eingestellt werden, mit dem der µC läuft. BASCOM-Help: http://avrhelp.mcselec.com/crystal_1.htm

    Zum Berechnen der Durchflußmenge in Deinem Programm:

    Die Timerfrequenz ist mit "Config Timer1 = Timer, Prescale = 64" auf 15625 Hz eingestellt
    Ich gehe immer noch davon aus, daß der µC wegen der unveränderten Fuses mit 1Mhz läuft (1Mhz / 64 = 15625Hz)

    Mit dem Oszilloskop hast Du eine Zeit von Flanke zur Flanke des Sensorsignals von 0,060 Sekunden gemessen.
    In dieser Zeit sollte also der Timer vom Start bis zum Stopp 938 (937,5) Schritte gemacht haben. Es sollte also in der Auswerteroutine

    in "Tempword" ein Wert von 938 stehen.

    Code:
    Templong = Tempword * 95                                          '(Templong = 89110)
    Tempsingle = 31250 / Templong                                     '(Tempsingle = 0,35...)
    Durchflusstemp = Tempsingle * 3600                              '(Durchflusstemp = 1262)
    If Durchflusstemp > 200 And Durchflusstemp < 1000 Then
       Durchfluss = Durchflusstemp
    end if
    In Durchfluß müßte also 0 oder ein ungültiger Wert stehen, da 1262 nicht kleiner als 1000 ist.

    Ohne Bedingung würde in Durchfluss also ungefähr das Doppelte von dem stehen, daß Du haben müsstest (625 Liter)
    Wenn Du statt mit 31250 mit 15625 rechnest (der "echten" Timerfrequenz), kommst Du auf 631 Liter, also fast den richtigen Wert. Man merkt schon, daß das durch Meßungenauigkeit und Rundungsfehler schon nicht besonders gut ist.

    Falls trozdem große Abweichungen entstehen: Du läßt ja Tempword am Display ausgeben. Was steht den da drin? Falls da zu große Differenzen auftauchen müßte man die eigentliche Messung mal genauer unter die Lupe nehmen.



    PS
    Der AVR zeigt mir aber irgendwas um die 910 Liter an
    Ist das am Ende die Displayausgabe von Tempword und Durchfluß wird aus o.g. Gründen irgendwie nicht angezeigt

    Noch ein PS:
    96 Impule pro Liter,
    Warum rechnest Du mit 95 ("Templong = Tempword * 95")? Mit 96 wird es genauer


    Gruß
    Searcher
    Geändert von Searcher (20.10.2012 um 09:39 Uhr)
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  7. #7
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    $crystal ist NICHT der Oszillator!
    hat auch niemand behauptet. Der Oszillator im AVR (Fusebits) steht auf 2Mhz wie im Programm selbst auch. Die Formel ist richtig, wie du selbst rausgefunden hast. Ok das mit den 95 stimmt natürlich. Mein Fehler.

    In der Displayroutine:

    If Displaywarten = 50 Then
    Locate 1 , 1 : Lcd "Durchfluss:"
    Locate 2 , 1 : Lcd Durchfluss ; " L/h " ; Tempword ; " "
    Displaywarten = 0
    End If

    Lass ich mir nach L/h den Wert "Tempword" anzeigen. Der wird in

    Tempword = Tempword + Tempword1

    als letztes Berechnet und sollte Theoretisch den Timerwert darstellen. Auf dem Display steht aber immer nur 31 bzw. 32 egal bei welchem Durchfluss. Ich bin Ratlos...

    Zudem liegt der Messfehler ja im Bereich von über 30%. So viel kann ein Oszillator doch nicht falsch gehen oder?

  8. #8
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    Wenn der Code Eingangs auf Low des Pins prüft und dann in beiden Subs nochmal, warum das, wegen Sensorprellen ? Wenn der Prellvorgang bei fallender Flanke geschieht, ist's sowieso egal, weil die LCD-Ausgabe bereits entprellt, so wie der Code angelegt ist.
    Kapier ich nicht. Anfangs wird auf Low gewartet und der Timer gestartet. Danach wird auf High gewartet und nicht auf low?!? Zudem wird die LCD routine nur alle 50 Messungen aufgerufen. Weiss nicht was da dann Entprellen soll.

    Sollte hingegen das Prellen bei steigender Flanke entstehen, so triggern dieses Prellen den Messvorgang, daraufhin wird in der ersten Sub auf fallende Flanke gewartet. Sobald die eintritt, wird die erste Sub verlassen und in der zweiten auf genau das Gleiche gewartet.
    Ebenfalls Quark.

    Je nachdem durch welches Prellen die Messung usgelöst wird, gibt's 'ne längere und kürzere Periode. Außerdem muss bei abweichenden Clocks <> 1 MHz das entsprechende Calibration Byte in OSCCAL geschrieben werden, siehe Datenblatt.
    Stimmt. Aber das Signal müsste schon heftig Prellen um 30 oder 40% Fehler zu verursachen

  9. #9
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    Es ist aber auch ein wenig schwierig, das Konzept in dem Code zu erkennen.

    Zum einen habe ich es im Simulator gerade mal getestet: Mit der Do-Loop-Schleife im Unterprogramm wird der Return-Befehl niemals erreicht. Wozu soll das denn gut sein???

    Und der Sinn des Unterprogramms Wait_one erschließt sich auch nicht ohne weiteres (selbst wenn man sich die Do-Loop-Schleife wegdenkt):

    Code:
    Wait_one: 
    
    Do 
    
    If Pind.0 = 0 Then  
     Return 
    End If 
    
    Loop
    
    Return
    Das heißt doch im Klartext: Wenn PIND.0 = 0, dann folgt return - und wenn nicht, dann auch
    Vielleicht stehe ich ja nur auf dem Schlauch (das ist um diese Uhrzeit manchmal der Fall) - aber ich kann beim besten Willen nicht erkennen, wozu diese Sub gut sei soll.

    Du willst doch nur den Zeitabstand zwischen zwei fallenden Flanken messen. Warum legst Du das Signal nicht einfach auf einen der Interrupt-Eingänge, konfigurierst ihn auf falling, und liest in der ISR den Timerinhalt aus?
    Geändert von Sauerbruch (20.10.2012 um 12:14 Uhr)

  10. #10
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    Der Oszillator im AVR (Fusebits) steht auf 2Mhz wie im Programm selbst auch
    Na gut.

    Auf dem Display steht aber immer nur 31 bzw. 32 egal bei welchem Durchfluss
    Wenn das der echte Tempword Inhalt ist, kann bei der Durchflußberechnung nichts sinnvolles herauskommen/angezeigt werden.

    Um das mal zu überprüfen, könnte man nach der Zeile: "Tempword = Tempword + Tempword1"
    Tempword mit dem erwarteten Wert überschreiben, also "Tempword = 1875" (bei dem 2MHz Systemtakt) und schauen, was das Display für Tempword und Durchfluss anzeigt.

    Gruß
    Searcher
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