Hallo Möchte gerne die Temperatur an einem PT1000 Sensor mittels eines ATmega1284P für eine Solaranlage ermitteln. Zielvorgaben: -Auflösung von 0,5°C -Temperaturbereich -20 +200°C -Genaugikeit +- 1-2°C -So wenig wie möglich Bauteile. -AREF = VCC = 3,3V -Anschluß Sensor 2 Draht Darum meine Frage ob der unten angehängte Schaltplan was taugt. Das ganze soll im Controller per differential Mode realisiert werden mit einer Verstärkung von 10 Formel hierfür laut Datenblatt: ADC = (VPOS – VNEG) · GAIN · 512 / VREF. Calibrierung des Offset per Software. Ich weis schon, das man das ganze normalerweise per Konstantstromquelle und OP löst, da aber meine Genauigkeit nicht sehr hoch sein muss, sollte es doch auch so funktionieren oder nicht ? Leider habe ich aktuell keine passenden Atmel Controller zur Hand sonst hätte ich das ganze mal kurz getestet. Was sagen also die Experten hierzu ? Gruß Timo
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Wieso nimmst du nicht einen DS1820? da hast du wirklich nur zwei oder drei Drähte. Bei deiner Schaltung sollte die Spannung sauber sein, und die Kabel nicht zu lange (vgl. 4 Kabel). SW gibt es zum DS1820 genügend hier im Forum.
Ist halt konkret eine Voraussetzung. Zudem geht die oberste Höchsttemperatur bei einem DS1820 nur bis 125°C. Wie ich schon zuvor geschrieben habe liegt der Temperaturbereich bei : -20°C - +200°C, also scheidet der DS1820 klar aus. Trotzdem Danke für den Hinweis.
Falls kein DS1820 verwendet werden soll, dann ist die Schaltung verbesserungswuerdig. Potis sollte man eh keine verwenden. Eine vernuenftige Kombination ist PT1000 & 10k. Denn was auch noch beachtet werden muss ist die Spannung ueber dem Sensor, wegen de Selbsterwaermung. Ich denk mehr als 300mV solltens nicht sein ueber einem PT1k. Dh die Halbbruecke mit 2.5V speisen und gut ist. Ein Controller ADC hat allerdings keine Chance, da muss etwas besseres her.
Laut meiner Info sollte der Strom für ein PT1000 nicht über 1mA liegen wegen Eigenerwärmung was ja mit 0,525mA ja gegeben ist. Gut den Poti könnte man durch ein 1,96k Widerstand ersetzen. Verstehe allerdings nicht wieso ein Controller ADC nicht geeignet sein soll, bitte um Erklärung.
Weil er mit den 10 Bit nicht die Aufloesung bringt. Rechne mal wie gross der Spannungshub pro Grad sein wird. Der PT1k aendert sich 3 Ohm pro Grad. Der interne Verstaerker sollte nicht dazu benutzt werden kleinere Bits zu erzielen. Dier ersaufen dann im Rauschen. Gut man kann dann Mitteln,
Timo Reuters schrieb: > Laut meiner Info sollte der Strom für ein PT1000 nicht über 1mA liegen > wegen Eigenerwärmung die info stimmt nicht. pt1000 0,1ma pt100 1ma. mehr nicht sonst wird dem pt zu warm. mfg
dolf schrieb: > die info stimmt nicht. > pt1000 0,1ma > pt100 1ma. > mehr nicht sonst wird dem pt zu warm. Ja ne, ist klar. Könnte es sein, dass das von der Größe des PT, dem umgebenden Medium, der thermischen Anbindung ans Medium... abhängt?
Der PT1000 kann so mal eben schnell an einem ADC mit Eingangsverstärkung abgelesen werden. Die Eigenerwärmung funkt dir zwar rein, aber da du 0,5°C Auflösung bei +-1° oder 2° haben willst und der gut wärmegekoppelt ist, geht das. Die 10Bit am ADC erreichst du am atmega leder nicht, sondern musst nur mit etwa 9Bit rechnen. Du kannst ja mal akkumulieren und dann durch die Anzahl der Samples teilen und schauen, ob das letzte Bit wenigstens halbwegs vorhersargbar zappelt. Macht man aber eigentlich nur erfolgreich bei AC-Signalen. Wenn du es natürlich so machen möchtest, dass auch die Messtechniker hier zufrieden sind, musst du dir eine OpAmp-Schaltung bauen, der dir den PT1000 konstant bestromt und du dann die darüber abfallende Spannung verstärkst und einliest. Für deine Zwecke sollte dein Schaltungsvorschlag aber locker reichen. Nimm als Abgleich auf der anderen Seite kein Poti, sondern einen Spindeltrimmer. Dann hast du es bei der Abstimmung wesentlich leichter. Natürlich kommen auch noch die Leitungswiderstände und temperaturabhängigen Übergangswiderstände bis zum PT1000 dazu, daher ist hier die Rumpienserei wegen irgendwelchen Messtechnik-Kniffen um die maximale Auflösung rauszuholen, eh für die Katz. 1mA über nen 1k Widerstand führt ja nur zu 1mW Abwärme, also bitte... Wenn dir das aber nicht reicht, dann versorgst du die Schaltung aus einem Atmega-Pin heraus und lässt sie nicht die ganze Zeit an 3,3V hängen. Einfach einmal pro Sekunde anschalten, messen, ausschalten. Wenn die Messung dann 1ms dauern sollte, hast du ein Tastverhältnis von 1 zu 1000 und kommst dann auf sage und schreibe unter 1µW Abwärme im Mittel. Dann kannst du auch die Widerstände kleiner machen. z.B. direkt dem PT1000 in Serie 1k spendieren und den Abgleich mit einem 2k Spindeltrimmer auf der anderen Seite über den Mittenabgriff realisieren. Das ist wesentlich empfindlicher und du MUSST dann aber tatsächlich immer die Versorgung entsprechend an und ausschalten. Der PT1000 sollte dann aber auch gegen Masse sitzen, denn du hast ja noch einen Ausgangswiderstand des Ports. Letztere Methode würde ich persönlich bevorzugen. Viel Spaß damit, ich hoffe mal das hilft gegenüber deinen Anforderungen.
Danke mal an alle für die schnelle Rückmeldung. Mir ist schon klar das ich keine 10bit Auflösung erhalten werde, eine 9 oder 8 bit genaue Lösung würde im Notfall auch noch reichen (1°C Auflösung). Das mit der Eigenerwärmung am PT1000 sehe ich nicht so schlimm, sind ja nur ungefähr 0,1K, aber die Idee von René den PT1000 direkt von einem Port zu speisen und zwar nur solange ich die Messung durchführe sollte das Problem mit der Eigenerwärmung beseitigen. Ich schätze mal das die Kabellänge meines Sensors wesentlich mehr Probleme bereiten wird als die Eigenerwärmung, die liegt mit Hin- und Rückweg bei ca. 20m. Werde den Offsetfehler, der durch die Kabellänge verursacht wird per Software beseitigen. Werde zur Sicherheit bei meiner Bestellung noch OP's mitbestellen falls das ganze nicht so funktionieren sollte wie ich mir das Ganze denke, man weis ja nie. :)
Die einfachste Lösung: http://www.pollin.de/shop/dt/NTU4OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_PT1000_Messwandler.html
Timo Reuters schrieb: > Werde den Offsetfehler, der durch die Kabellänge > verursacht wird per Software beseitigen. Ach, und woher weiss die Software, wie warm Dein Kabel ist? Bei Messungen mit PTs musst Du immer daran denken, das eine Abweichung von nur 0,4% bereits 1° Fehler bedeutet. PT-Fühler sollte man nur nehmen, wenn man deren besondere Vorteile (hohe Genauigkeit bis in den mK-Bereich; geeignet für recht hohe Temperaturen) auch nutzen will. Dann spielt der höhere Aufwand für das analoge Frontend meist keine Rolle. Gruss Harald
Studentle schrieb: > Die einfachste Lösung: Nein. Die dort verwendete Schaltung ist schrott, wurde hier schon oft genug diskutiert. Und es gibt im Forum auch mehrere brauchbare PT1000-Verstärker, man müsste nur mal suchen...
Der Sensor ist bereits vorhanden, deshalb als ein PT1000. Mir ist schon klar das der Temperaturabhängige Kabelwiderstand nicht per Software kompensiert werden kann, aber zumindest halt zu einer fixen Temperatur besser als nichts. Außerdem will ich nicht mK genau messen sondern +- 1-2°C. Ist für einen Solarkollektorfühler, da kommt es nun mal nicht auf sehr hohe Genauigkeit an. Der Sensor ist ja noch aktuell an einer Regelung angeschlossen die mit Sicherheit nicht einmal die Kabellänge des PT1000 berücksichtigt und trotzdem funktioniert. Das Ziel ist ja so einfach wie möglich die gewünschten Zielvorgaben zu erfüllen und nicht so genau wie nur möglich. Zielvorgaben: -Auflösung von 0,5°C alternativ auch 1°C -Temperaturbereich -20 +200°C -Genaugikeit +- 1-2°C -So wenig wie möglich Bauteile. -AREF = VCC = 3,3V -Anschluß Sensor 2 Draht
Timo Reuters schrieb: > Außerdem will ich nicht mK genau messen sondern +- 1-2°C. Auch dafür muss Deine Messchaltung einen Fehler von << 1% haben. > Ist für einen Solarkollektorfühler, da kommt es nun mal nicht auf sehr > hohe Genauigkeit an. Ja, deshalb nimmt man da auch andere Fühler, z.B. NTC > Das Ziel ist ja so einfach wie möglich die gewünschten Zielvorgaben zu > erfüllen So einfach wie möglich geht nun einmal nicht mit PT-Fühlern > -Temperaturbereich -20 +200°C Kalkulierst Du die Klimaerwärmung bis zum Jahre 3000 mit ein? > -AREF = VCC = 3,3V Ich denke, das wird schwierig mit PT > -Anschluß Sensor 2 Draht Das müsste man mal genauer durchrechnen. Bei PT1000 sind die Chancen da grösser als bei PT100. Gruss Harald
René B. schrieb: > Wenn du es natürlich so machen möchtest, dass auch die Messtechniker > hier zufrieden sind, musst du dir eine OpAmp-Schaltung bauen, der dir > den PT1000 konstant bestromt und du dann die darüber abfallende Spannung > verstärkst und einliest. Andere Meßtechniker würden dann einwenden, dass eine ratiometrische Messung genauso möglich ist. Es gibt also keinen Grund für eine KSQ
@Harald Wilhelms > Ja, deshalb nimmt man da auch andere Fühler, z.B. NTC Würd ich ja, habe allerdings keine Lust deswegen extra aufs Dach zu steigen um einen anderen Sensor zu installieren. > Kalkulierst Du die Klimaerwärmung bis zum Jahre 3000 mit ein? Nein, die Temperatur am Kollektor können schon maximal 160-180°C erreichen. Nach unten würden allerdings auch noch 0°C ausreichen. > So einfach wie möglich geht nun einmal nicht mit PT-Fühlern Welche "einfache" Schaltung würde denn meine Zielvorgaben erfüllen? Habe im Forum schon gesucht und die meisten Schaltungen bestehen aus einer Konstantstromquelle und 4 dazugehörigen OP's+R . Ich frag mich ob das ganze nicht mit weniger Aufwand zu realisieren ist, bin ja schließlich kein Elektronikguru, deshalb frag ich ja. Gruß Timo
Timo Reuters schrieb: > Ich frag mich ob das ganze nicht mit weniger Aufwand zu realisieren ist, > bin ja schließlich kein Elektronikguru Natürlich, setze einfach Deine Anforderungen herab. Für die Primärtemperatur am Kolli reichen 3-5K Genauigkeit aus, bei einer Auslösung von 1K. Da Du eh Leitungsverluste hast, musst Du entweder eine ausreichende Differenz zwischen Tprimär und Tspeicher setzen, oder nochmal am Solarvorlauf kurz vor dem Speicher messen. Also einschalten wenn Tprimär > Tspeicher + 15K ist und ausschalten wenn Tprimär < Tspeicher + 10K ist UND Tvorl < Tspeicher + 3K ist. Zum Beispiel. Die NTCs erreichen bei üblichen Kollektortemps auch nur noch bestenfalls 5K Genauigkeit, unkalibriert schlechter, sind aber eigentlich nicht für diese Temps spezifiziert. Also mach eine ratiometrische Messung über einen Spannungsteiler mit entsprechender Mittelung: 3k3 von Vcc auf den PT1000, 10k und 100n Tiefpass an den ADC-Eingang. Gibt mit 2.5V Referenz (runtergeteilt aus Vcc mit 2x 3k3, nicht die interne Referenz verwenden) eine Auflösung von etwa 0.7K pro digit bei 10bit ADC. Die Eigenerwärmung durch den Messtrom kannst Du bei den relativ großen Sensoren und den zu erwartenden Messtemps vernachlässigen.
Das tolle an einer Brückenschaltung und dem Verhalten AREF=VCC ist ja gerade, dass es nur Verhältnisse anschaut. Da ist es wurst ob VCC jetzt EXAKT 3,3V hat oder eben nicht, denn der Referenzeingang des ADC skaliert ja darauf. Und bei den paar Bauteilen sind da jetzt auch keine fiesen Ripplespannungen drauf. Der größte Fehler in deiner Messung ist eh erstmal das Offset. Bau das Teil als halbwegs ideal angenommen auf. Miss den tatsächlichen Wert und korrigiere über ein Offset deinen µC-Anzeigewert. Danach hast du die besten nicht-linearen Fehler bei der Temperatur, bei der dein PT1000 den Widerstandswert deines Vergleichswiderstandes hat. Probier es halt mal mit einem Multimeter und Eiswasser bzw kochendem Wasser aus, dann wirst du sehen, dass das gar nicht so wild ist den Fehler auf 1% zw 0..100°C runter zu kriegen, dann können die 200° auch nicht so viel schlimmer werden. Ich hab das mal mit einem vergossenen Fühler aus der Apotheke mit dem großen C ausprobiert. Die Erwärmung merkt man dann schon mit der Zeit, aber deshalb ja takten. PS: Die Pollin-Schaltung ist kein Highlight, da machst du es lieber selbst.
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