Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Temperatursensor


von garry (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich möchte ein Temperaturmessmodul mittels Atmega88 realisieren.

Unter folgendem link habe ich eine sehr gute Übersicht aller 
Möglichkeiten gefunden:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Temperatursensor

So ein digitaler Sensor (z.B. DS18S20 / DS18B20) klingt ja erstmal ganz 
gut und einfach zu handhaben.

Ich frag mich allerdings wo genau die Messung statt findet?
Die gesamte Schaltung soll in einem Gehäuse liegen.
Da wäre es schön einen kleinen Temperaturfühler nach außen zu führen
(ähnlich einem dünnen Draht).

Gibt es so etwas im Set?
Draht + digitalen IC welcher mir einen Wert an den Mega sendet?


Grüße

von GooGoogle (Gast)


Lesenswert?

Beim "C" gibt es die Dinger in einer Metallhülse.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

garry schrieb:

> Da wäre es schön einen kleinen Temperaturfühler nach außen zu führen
> (ähnlich einem dünnen Draht).

Wenn Du Thermoelemente nimmst, hast Du einen Fühler in Form eines
Drahtes. Dafür brauchst Du aber vermutlich zusätzlich einen
Verstärker.
Gruss
Harald

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

garry schrieb:

> So ein digitaler Sensor (z.B. DS18S20 / DS18B20) klingt ja erstmal ganz
> gut und einfach zu handhaben.
>
> Ich frag mich allerdings wo genau die Messung statt findet?

Der Temperatursensor ist auf dem Siliziumchip des DS18S20.

> Die gesamte Schaltung soll in einem Gehäuse liegen.
> Da wäre es schön einen kleinen Temperaturfühler nach außen zu führen
> (ähnlich einem dünnen Draht).

Du willst also so etwas wie PT100 oder PT1000: Ein kleines Platinelement 
an einem Kabel. Kannst Du haben. Hier ist das passende Auswerte-IC:

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX31865.pdf

Die andere Möglichkeit wären Thermoelemente. Üblich sind Typ J und Typ 
K. Dafür wäre das hier das passende:

http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX31855.pdf

fchk

von Dietrich L. (dietrichl)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> Dafür brauchst Du aber vermutlich zusätzlich einen Verstärker.

Nicht nur "vermutlich". Und außerdem eine Messstelle der 
Vergleichstemperatur, es sei denn, garry will hohe Temperaturen mit 
mäßiger Genauigkeit messen.

Gruß Dietrich

von garry (Gast)


Lesenswert?

> Beim "C" gibt es die Dinger in einer Metallhülse.
Gibts dafür einen link?

> Wenn Du Thermoelemente nimmst, hast Du einen Fühler in Form eines
> Drahtes. Dafür brauchst Du aber vermutlich zusätzlich einen
> Verstärker.
Stimmt, so ein Thermoelement ist von der Beschaltung her aufwändiger.

Den DS18S20 z.B. gibt es ja in einem TO-92 Gehäuse.
Wenn ich das Teil mit einer 3-Draht Leitung an die Messstelle führe 
sollte das auch gehen.

Wie schnell reagiert der IC auf Temperaturänderungen?
Durch sein eigenes Kunststoffgehäuse wird er doch ein klein wenig 
isoliert.

von garry (Gast)


Lesenswert?

> Die andere Möglichkeit wären Thermoelemente. Üblich sind Typ J und Typ
> K. Dafür wäre das hier das passende:
>
> http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX31855.pdf

Das schaut gut aus.
An T+ und T- kommt das Thermoelement ran und der IC gibt über SPI den 
Temperaturwert an den ATmega.

Vergleicht man diese Methode mit meiner oben genannten (DS18S20 direkt 
an Messstelle und 3-Drahtleitung ins Gehäuse zum Atmega), wo sind da 
unterschiede, bzw. Vor- und Nachteile?

von Mike (Gast)


Lesenswert?

garry schrieb:
> enn ich das Teil mit einer 3-Draht Leitung an die Messstelle führe
> sollte das auch gehen.

Zwei Drähte reichen auch aus. Für den PT100 wären evtl. 4 Drähte besser 
geeignet.

garry schrieb:
> wo sind da unterschiede, bzw. Vor- und Nachteile?
Für den DS18B20 wird laut Datenblatt die Genauigkeit von 0.5°C nur im 
Temperaturbereich -10°C .. +85°C garantiert, auch wenn der mit etwas 
verminderter Genauigkeit den Bereich -55°C bis +125°C abdeckt. Ansonsten 
ist er extrem handlich und pflegeleicht.

von garry (Gast)


Lesenswert?

> Für den DS18B20 wird laut Datenblatt die Genauigkeit von 0.5°C nur im
> Temperaturbereich -10°C .. +85°C garantiert
Für mich wäre das vollkommen ausreichend.

> Zwei Drähte reichen auch aus.
Stimmt.

Wie schnell reagiert der IC auf Temperaturänderungen?
Durch sein eigenes Kunststoffgehäuse wird er doch ein klein wenig
isoliert.

von Mike (Gast)


Lesenswert?

garry schrieb:
> Wie schnell reagiert der IC auf Temperaturänderungen?
Das kommt auf die thermische Ankopplung drauf an.

> Durch sein eigenes Kunststoffgehäuse wird er doch ein klein wenig
> isoliert.

Das Kunststoffgehäuse spielt nur beim Messen der Temperaturen von Gasen 
eine Roll. Der Wärmeaustausch mit der Umgebung über die (metallenen) 
Anschlüsse ist wesentlich effektiver.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

garry schrieb:

> Wie schnell reagiert der IC auf Temperaturänderungen?
> Durch sein eigenes Kunststoffgehäuse wird er doch ein klein wenig
> isoliert.

Die Zeitkonstante sollte irgendwo im Datenblatt stehen. Die
Zeitkonstante von Thermoelementen ist jedenfalls kleiner.
Die Messung von Lufttemperaturen ist aber so oder so schwierig.
Körpertemperaturen machen da weniger Probleme.
Gruss
Harald

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

garry schrieb:
>> Die andere Möglichkeit wären Thermoelemente. Üblich sind Typ J und Typ
>> K. Dafür wäre das hier das passende:
>>
>> http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX31855.pdf
>
> Das schaut gut aus.
> An T+ und T- kommt das Thermoelement ran und der IC gibt über SPI den
> Temperaturwert an den ATmega.
>
> Vergleicht man diese Methode mit meiner oben genannten (DS18S20 direkt
> an Messstelle und 3-Drahtleitung ins Gehäuse zum Atmega), wo sind da
> unterschiede, bzw. Vor- und Nachteile?

Vor allem der Messbereich. Silizium-Halbleiter funktionieren nur bis 
maximal 150°C, darüber wird die Eigenleitung zu stark. Ein 
Thermolelement geht je nach Typ bis 1800°C. Für den negativen Bereich 
gilt ähnliches.

Beim Thermoelement ist der Sensor der Schweißpunkt, an dem die beiden 
unterschiedliche Metalle zusammenkommen. Das ist also eine sehr kleine 
Masse.

Digitale Signale können andere Signale stören, und sie können selber 
auch gestört werden. Bei den analogen Signalen eines Thermoelementes 
oder eines PT100/1000 gibt es keine steilen Flanken und damit nichts, 
was irgendwas anderes stören könnte. Und durch die 3-/4-Leiter-Technik 
kann man auch den Widerstand eines langen Kabels kompensieren.

Generell gilt: Suche Dir zunächst den für Deine Anwendung passenden 
Sensor raus. Da gibt es eine ganze Reihe von bis für Feststoffe, 
Flüssigkeiten, Gase, Säuren/Laugen, Lebensmittel, Ex-Bereiche etc etc. 
Die Sensorschnittstelle ergibt sich dann daraus.

fchk

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Frank K. schrieb:

> Ein Thermolelement geht je nach Typ bis 1800°C. Für den negativen
> Bereich gilt ähnliches.

Jau, was so ein Thermoelemebt bei -1800°C anzeigt, hat mich schon
immer interessiert.
SCNR
Harald

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

also ich nutz seit Jahren den DS1822. Der hat bei 12bit Auflösung 
ca.750ms bis er mit der Wandlung fertig ist. Der Sensor selber scheint 
aber viel schneller auf Änderungen zu reagieren. Wenn ich morgen zu 
Hause bin, kann ich das mal in 10 oder 11bit Auflösung testen. Da soll 
es bis 187 bis 375ms dauern. Der Sensor selber kann über 2-Draht 
angeschlossen werden, bei mir geht er selbst noch mit 5m Kabel ohen 
Probleme.

von GooGoogle (Gast)


Lesenswert?


von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Frank K. schrieb:
> Vor allem der Messbereich. Silizium-Halbleiter funktionieren nur bis
> maximal 150°C, darüber wird die Eigenleitung zu stark.

MAXIM rät für den DS18B20 bereits oberhalb von 100°C wegen der 
Eigenleitung auf den parasitären Versorgungsmodus zu verzichten und der 
empfohlene Temperaturbereich ist nach oben auf 125°C eingeschränkt. Aber 
wie garry weiter oben schrieb, ist er schon mit 85°C voll zufrieden.
Um mit einem PT100/1000 die Genauigkeit zu erreichen, die der DS18B20 
out-of-the-box liefert, muss man noch einen ziemlichen Zirkus in der 
Signalaufbereitung betreiben oder ist mit einem hochauflösenden Wandler 
und störsicherem Aufbau dabei.
Und einen Bus mit ein paar mehr Meßstellen hat man dann noch lange 
nicht.

von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Frank K. schrieb:
> Vor allem der Messbereich. Silizium-Halbleiter funktionieren nur bis
> maximal 150°C, darüber wird die Eigenleitung zu stark.

Analog geht schon noch mehr. Der KTY84 geht bis 300°C.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

GooGoogle schrieb:
> und mit dem gewünschten Kabel dran
Falls der Preis keine Rolle spielt, ist das sicher ein guter Tip.
Sonst empfehle ich mal bei ebay rein zu gucken. Unsere Freunde aus dem 
Osten schmeißen die Dinger einzeln oder im 5er-Pack für ca. ein zehntel 
des Preises auf den Markt, z.B. 180970389726, 180970372664 oder 
290940052939

von GooGoogle (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Osten schmeißen die Dinger einzeln oder im 5er-Pack für ca. ein zehntel
> des Preises auf den Markt

Dazu sind die bestimmt noch 10mal so gut! ;-P

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

GooGoogle schrieb:
> Dazu sind die bestimmt noch 10mal so gut! ;-P

Ich bin's zufrieden

 - mit denen aus dem Osten.

Woran würdest du denn "10mal" so gut festmachen?

von GooGoogle (Gast)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Woran würdest du denn "10mal" so gut festmachen?

Wenn du die Dinger im Einsatz hast und sie empfehlen kannst, dann ist 
doch alles gut. Ich arbeite nicht für den "C" oder seine Abkömmlinge. 
Mir ist egal was und wo er es kauft. Ich wollte mit den Dingern nur eine 
Option schaffen.

von garry (Gast)


Lesenswert?

Vielen Dank für die rege Teilnahme.

Ich möchte zunächst die Lufttemperatur erfassen.
Somit wäre ein Messbereich von -10..20 bis +40..50 ausreichend.
Das Kabel möchte ich an den Kontakten anlöten und vergießen, sodass das 
ganze halbwegs Wasserdicht wird.
Damit wäre die Wärmeleitung über die Anschlüsse schon mal hinfällig.

Denke aber ich werde es mit dem DS18B20 mal versuchen.

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

genau der DS ist da genau richtig. Einfach zu beschalten, 2-Draht 
Technik, je nach dem wie genau es werden soll DS18B20 oder DS1822. In 
der vollen Auflösung von 12bit warte ich ca. 1s um die Daten auszulesen.
Viel Spaß und Erfolg :-)

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

Steffen schrieb:
> Wenn ich morgen zu
> Hause bin, kann ich das mal in 10 oder 11bit Auflösung testen. Da soll
> es bis 187 bis 375ms dauern.

Hab es eben getestet, habe den Sensor in 11bit Auflösung abgefragt, als 
Zeit hab ich 400ms gewählt. Der hat bei jeder Abfrage einen anderen Wert 
gebracht in dem ich ihn nur "angepustet" habe. Von daher scheint er sehr 
schnell auf Änderungen zu reagieren.

von (prx) A. K. (prx)


Lesenswert?

Was für manche schon schnell ist, das ist für andere noch langsam. Also: 
Um was für eine Anwendung geht es, wie schnell - in Zeiteinheiten - muss 
es sein?

von Jan S. (db8jo)


Lesenswert?

Steffen schrieb:
> je nach dem wie genau es werden soll DS18B20 oder DS1822.

Wenn man als Endverbraucher in kleinen Mengen bei den bekannten 
Versendern bestellt, ist der DS1822 aber eher  nicht zu empfehlen. Hat 
nur 2° Genauigkeit statt der 0,5° beim DS18B20 ist aber meistens 
trotzdem teuerer.
Der DS18S20 ist wenn man mehr als 0,5° Auflösung haben möchte 
komplizierter aus zu werten. Da empfiehlt sich doch am ehesten der 
DS18B20.

von Steffen (Gast)


Lesenswert?

A. K. schrieb:
> Was für manche schon schnell ist, das ist für andere noch langsam.

Da hast du Recht. Bei den DS Sensoren gehts halt nicht schneller ;-)

Jan S.im Beitrag #3426754:
> Der DS18S20 ist wenn man mehr als 0,5° Auflösung haben möchte
> komplizierter aus zu werten. Da empfiehlt sich doch am ehesten der
> DS18B20.

sind beide recht einfach auszuwerten.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.