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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LM 335 anschließen


Autor: pepper (Gast)
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Hallo!

Ich weiß, dass es schon viele Threads zum LM 335 gibt, aber keiner 
konnte mir weiterhelfen.

Ich habe also den Temperatursensor LM 335 im TO-92-Gehäuse mit den 3 
Pins und möchte die Temperatur mit dem ADC des ATmega8 ermitteln. Da der 
Temperatusensor 10 mV pro Kelvin ausgibt, erwarte ich ca. 3 Volt.

Momentan habe ich den rechten Pin mit Masse verbunden, ADJ (links) ist 
nicht angeschlossen und der mittlere Pin hängt mit einem 10k-Widerstand 
an 5 V. Hinter dem Widerstand habe ich auch den ADC angeschlossen. 
Momentan messe ich ca. 4,3 V, auch mit einem Voltmeter.

Habe ich alles richtig angeschlossen?

Gruß, pepper

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ pepper (Gast)

>Temperatusensor 10 mV pro Kelvin ausgibt, erwarte ich ca. 3 Volt.

Richtig.

>Habe ich alles richtig angeschlossen?

Ja. Aber 10K sind zwenig. Der Sensor barucht 400uA Minimum an Strom. 
Über deinen Widerstand fallen im Arbeitspunkt von ~3V nur 5-3=2V ab, 
macht 200uA. Nimm mal 2,2K.

MFG
Falk

Autor: pepper (Gast)
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DAnke für Deine Antwort!

Leider messe ich mit 2,13 k (2,2 habe ich leider nicht da, hab mir was 
zusammengebastelt) 4, 66 V. Das ist ja auch zu erwarten.

Ich versuche nocheinmal den Anschluss, wie ich ihn jetzt habe, deutlich 
zu machen:


+5 V ======2,13 k ====/===== (+) LM 335 (-) ==== GND
                      |           ADJ
                      |            |
                     ADC           NC

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  pepper (Gast)

Deine Schaltung ist OK. Vielleicht hast du die Pins verwechselt? Im 
Datenblatt sind die Pins von unten dargestellt!

MFg
Falk

Autor: pepper (Gast)
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Danke, Falk, ich hatte es wirklich aus der Draufsicht heraus 
angeschlossen.

Momentan messe ich 2,93 V, was 20 °C entspricht. Also ist der Wert 
richtig freu

Danke Danke Danke!

mfg pepper

Autor: Sven (Gast)
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Ich arbeite mit dem LM335 schon seit Jahren, ist ein leicht zu 
handhabender Sensor. Ich nehme mal an Du hast einen LM335A, dieser hat 
eine Toleranz (unkalibriert) von ca. 3 Grad Celsius - es müssen also 
nicht unbedingt 20 ºC sein wenn Du 2,93 Volt misst. Ferner versuche ich 
immer (mittels Vorwiderstand) nur etwas über den 400uA zu sein um eine 
gewisse Eigenerwärmung des Sensors zu vermeiden. Die 8-Bit des ADC des 
ATmega8 reichen für 0,5 ºC Auflösung. Mir einem externen AD-Wandler, von 
16 Bit kann man sehr genau Temperaturunterschiede messen, bis zu 0,01 ºC 
real. Ich kalibriere eine LM335 immer in einen Eis-Wasser-Gemisch aus 
destiliertem Wasser im den Sensor auf 0 ºC abzugleichen, in der Annahme 
das das Eis-Wasser-Gemisch auch tatsächlich 0ºC hat. Die Abgleichung 
nehme ich immer per Software vor (Offset). Der LM135A ist da schon etwas 
genauer, aber auch teuerer - dieser hat eine unkalibrierte Tolernaz von 
nur einen ºC.

Ich hoffe ich konnte noch einige allgemeine Tips zum LM335 geben.

Autor: pepper (Gast)
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@ sven

Danke für Deine Hinweise!

Ich habe den LM335 Z. Langfristig möchte ich eine Wetterstation bauen, 
diesmal war es aber eigentlich nur Spielerei (die Digner kosten ja nur 
50 Cent).
Um das Problem der Erwärmung zu umgehen, werde ich die Stromversorgung 
einfach aus einem µC-Pin speisen und den Sensor erst ein paar 
Mikrosekunden vor der Messung einscahlten.

MFG

peper

Autor: pepper (Gast)
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Eigentlich brauche ich ja exakt 5 V, um zu messen, schonder 7805 kann um 
0,1 V abweichen. Wie kann ich das eigentlcih realisieren?

Autor: pepper (Gast)
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"schon der" sollte es heißen


MFG

pepper

Autor: Sven (Gast)
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@ pepper

genau das habe ich erst in der vergangenen woche ausprobiert, der LM 
liefert eine stabile ausgangsspannung auch wenn die versorgungsspannung 
etwas schwankt, so zwischen 4,5 und 5,5 Volt. Allerdings ist es von 
Vorteil wenn der LM mit einer stabielen Spannung versorgt wird. Ich 
versorge den LM aus diesem Grunde auch mit der 5 volt Referenzspannung 
des angeslossenen 24-Bit AD-Wandlers und habe eine ziemlich genaue 
Auslösung von 0,01 ºC. Von den 24-Bit AD-Wandler verwende ich allerdings 
nur 16 Bit, der Rest ist (in meiner Hobbyschaltung) wohl eh nur 
Rauschen. Ich benutze derzeit dem LM einmal zur Messung der 
Umgebungstemperatur und zur Messung der Wassertemperatur in meinem 
Boiler. Das ganze funktioniert sehr gut mit einen relativ simplen 
Schaltungausbau.

Autor: pepper (Gast)
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@ sven

Es ging mir eigentlich um eine stabile Referenzspannung. Momentan nutze 
ich die interne des Mega8 und habe den Referenzpin mit einem Elko nach 
Masse beschaltet. Aber die Spannung in der Schaltung ist nunmal immer 
etwas größer als 5 V, sodass mir eine genaue Referenz fehlt.

Zum Kalibrieren: Ist der Sensor so wasserdicht, dass er das Eisbad 
überlebt?

mfg

pepper

Autor: Sven (Gast)
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@ pepper

1.) Der LM335 muss nicht unbedingt mit einer genauen Spannung von 5 Volt 
versorgt werden. Ich habe es eben nochmal ausprobiert, mit einer 
Versorgungsspannung zwischen ca. 4,7 und 6 Volt bleibt die 
Ausgangsspannung - und damit der Temperaturmesswert - sehr stabil.

2.) Ferner solltest Du mal folgendens Überlegen: Wenn der 8-Bit 
A/D-Wandler des MC einen Messbereich zwischen 0 und 5 Volt hat dann hat 
der Wandler eine maximale Auflösung von ca. 0,02 Volt. Der 
Temperatursensor bringt pro ºC 10 mV, also 0,01 Volt. D.h. bestenfalls 
kann der Wandler nur einen Temperaturunterschied von 2 ºC ermitteln. Es 
ist also in diesem Fall gar nicht so wichtig den Sensor mit einer 
genauen Spannung zu versorgen, da der Wandler gar nicht so genau ist - 
obwohl gerade bei Sensoren eine stabile und "glatte" Versorgungsspannung 
von Vorteil ist.

3.) Kalibrierung: Rein theoretisch kann man den Sensor in ein Wasserbad, 
bestehend aus destilliertem Eiswasser, hängen - denn destiliertes Wasser 
ja nicht leitet. In der Praxis (im Hobbybereich) wird sich dieser 
Zustand aber wohl kaum herstellen lassen, da sich immer irgendwo 
irgentwelche Salze und / oder sonstige Verunreinigen befinden.
Ich stelle mir zum Abgleich auf 0 ºC immmer eine Eis-Wasser-Mischung aus 
destiliertem Wasser her. Es sollte immer mehr Volumen an Eis als an 
Wasser vorhanden sein. Denn Sensor stecke ich dann in diese 
Eis-Wasser-Mischung, eingepackt in einen Gefrierbeutel und warte bis die 
Anzeige den Minimalwert erreicht hat, also nicht mehr weiter fällt. In 
der Software trage ich dann den ermittelten Unterschied (entweder 
Addition, oder Subtraktion) zwischen der Anzeige und der "angenommenen" 
0 ºC ein. Als Gegenprobe klemme ich mir dann den Sensor unter die 
Achselhöhle und meistens wird dann ziemlich genau 37,x ºC angezeigt.

Im Hobbybereich bin ich bis jetzt noch auf keine genauere Methode 
gestossen um einen Temperatursensor abzugleichen, aber es klappt recht 
gut - sofern man kein Fieber hat :-)

Autor: Sven (Gast)
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Sorry,

beim ATmega hat der ADC eine Auslösung von 10 Bit, dann kann man schon 
etwas genauer messen - ca. auf einen 0,5 ºC genau - Sorry

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Sven (Gast)

>beim ATmega hat der ADC eine Auslösung von 10 Bit, dann kann man schon
>etwas genauer messen - ca. auf einen 0,5 ºC genau - Sorry

Nöö, das sind nur 0,5C Auflösung. Genauigkeit ist was anderes, siehe 
Auflösung und Genauigkeit.

MFG
Falk

Autor: Igor Metwet (bastel-wastel)
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Ohne hohe Auflösung ist aber keine hohe Genauigkeit nicht möglich ;-)

PS: Wenn der LM335 durch einen PORT-PIN versorgt wird und erst kurz vor 
der Messung mit Spannung beaufschlagt wird, solltest du an den RC-Filter 
am ADC-Eingang denken, falls du einen benutzt.

Für eine genaue Referenzspannung gibts spezielle Bausteine.

PPS: Die Eigenerwärmung eines LM335 bei Raumtemperatur, 2k2 
Vorwiderstand an 5V beträgt ca. 0,5K.

Autor: pepper (Gast)
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Vielen Dank Euch allen!

Dass ich auf 0,5 ° messen kann, ist mir klar, aber das reicht auch. 
Genaue Messwerte erhalte ich aber ja eben nur mit einer Referenzspannung 
von 5 V (nicht Versorgungsspannung). Im Datenblatt wird der Sensor mit 
15 V betrieben. Es wird also keine große Rolle spielen. Aber ich denke, 
dass ich die Referenzspannung nach dem Kalibrieren vernachlässigen kann.

Langfristig möchte ich ja, wie oben erwähnt, eine Wetterstation bauen, 
aber damit lasse ich mir noch Zeit. Demnächst möchte ich eine Heizung 
für eine Anlage im Außenbereich basteln, die die Temperatur immer über 
ca. -10 °C hält. Da ist die Genauigkeit aber eher unwichtig.

mfg

pepper

Autor: Andreas K. (a-k)
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Da Genauigkeit offenbar eine gewisse Rolle spielt: Was spricht gegen den 
Klassiker der Branche, den DS18B20? 0,5° Genauigkeit frei Haus ohne 
Kalibrierung.

Autor: pepper (Gast)
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@ Andreas Keiser

Weil ich analog rumspielen wollte^^

Autor: salre86 (Gast)
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Hallo,
ich habe genau das gleiche Problem. Bei 5V Betriebsspannung und 2,3k 
Widerstand, messe ich immer 4,77 V. Vielleicht sind bei mir auch die 
Pins falsch angeschlossen.

Ich kapiere leider nicht was oben und was unten ist. Wenn ich auf das 
Ding gucke und mir kommen die Drähte entgegen, ist das oben oder unten?

Autor: Gast (Gast)
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>Wenn ich auf das
>Ding gucke und mir kommen die Drähte entgegen, ist das oben oder unten?

Beim Atmega wäre das die Unterseite. Auf der Oberseite ist die 
Beschriftung samt Logo drauf.

Beim Temperatur-Sensor ists fast genauso.

Dreh die Bauteile besser mal um, piekst sonst immer so wenn man auf den 
Tisch packt ;-)

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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salre86 wrote:
> Hallo,
> ich habe genau das gleiche Problem. Bei 5V Betriebsspannung und 2,3k
> Widerstand, messe ich immer 4,77 V. Vielleicht sind bei mir auch die
> Pins falsch angeschlossen.
Gehe ich mal von aus.

> Ich kapiere leider nicht was oben und was unten ist. Wenn ich auf das
> Ding gucke und mir kommen die Drähte entgegen, ist das oben oder unten?

Das ist unten, im Datenblatt als Bottom View bezeichnet.

Autor: peter-neu-ulm (Gast)
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>unter der Achsel messen

Die Körpertemperatur beträgt im Allgemeinen nicht 37,x Grad.
Sie ist, je nach Messstelle, die man sich aussucht, um mehr als ein Grad 
unterschiedlich.

Aber jedes "Fieberthermometer" muss nach Herstellungsvorschrift 
(DAB)genauer als 0,1 Grad anzeigen, warum nicht ein Wasserbad nehmen, 
eine vom Thermometer anzeigbare Temperatur um 37 Grad herum 
zusammenmischen und dann messen ?

Übrigens: Wenn ein solches Temperaturbad oder ein Eisbad nicht in einer 
Thermosflasche ist, entstehen innerhalb des Bades schnell 
Temperaturunterschiede von mehr als o,5 Grad.-Das zur Genauigkeit.

Gerade jetzt sind ein paar handvoll Schnee in der Thermosflasche, halb 
aufgetaut, der richtige Eispunkt. Erst durch die feine Vrteilung von 
Wasser und Eis bekommt man die Genauigeit von besser als o,1 Grad.

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