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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Datenlogger für Atmung


Autor: Paule (Gast)
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Hallo, Freunde der Elektronik,

seit einiger Zeit überlege ich, einen Datenlogger zu bauen, der mit ca. 
100Samples/s einen Temperatursensor ausliest und abspeichert. Da dafür 
der interne Speicher sämtlicher Mega µC nicht ausreichend ist wäre ein 
externer Speicher a la SD-Karte von Nöten.
8h*3600s/h*100S/s*10b/S=28,8*10^6b

Wie aufwändig ist die Programmierung für das Dateisystem bzw. die 
Zugriffsroutine auf eine SD-Karte (in Assembler)?

Der Temperaturlogger soll unterschiedlichste Anwendungen haben. Daher
suche ich einen Temperatursensor mit möglichst kleiner thermischer Masse 
(Temperaturbereich 0-100°C). Es sollen Temperaturen von Luftströmen 
gemessen werden, deren Temperatur alle 1-2s im einstelligen Grad Bereich 
oszilliert. (langsamdrehender Stirlingmotor).

Viele Grüße
Paule

Autor: Jürgen Franz (unterstrom)
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Paule schrieb:
>...
>
> Wie aufwändig ist die Programmierung für das Dateisystem bzw. die
> Zugriffsroutine auf eine SD-Karte (in Assembler)?
...

Hallo Paule,
wieso so kompliziert?
Ich habe einen Datenlogger gebaut, bei dem ich die Daten einfach Sektor 
nach Sektor, Zylinder nach Zylinder und Kopf nach Kopf auf die Karte 
schreibe; wobei auf Sekt 1 Zyl 1 Kopf 1 die aktuelle Schreibposition 
steht.
Ausgelesen wird per RS232 an einem Terminal. Da meldet sich nach dem 
Einschalten eine kleine Bedienerführung mit: "Daten Auslesen", "Daten 
auf Position auslesen", "Sektor setzen", "Kopf Setzen", "Zylinder 
setzen" und "Reset". Nach Tastendruck läuft die Sache los und im 
Capture-Betrieb von z.B. Hyperterminal wird alles auf den lokalen 
Rechner geschrieben.

Die Software zum Schreiben UND zum Lesen läuft auf dem gleichen uC ab 
und wird über einen Schalter umgeschaltet.

Jürgen

Autor: skriptkiddy (Gast)
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Paule schrieb:
> seit einiger Zeit überlege ich, einen Datenlogger zu bauen, der mit ca.
> 100Samples/s einen Temperatursensor ausliest und abspeichert.

Ist das nicht ein bisschen übertrieben mit 100Hz Samplingrate?
Die Temperatursensoren die ich so kenne, haben Zeitkonstanten im 
Sekundenbereich.

Autor: Paule (Gast)
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Bezüglich der samplingrate:
das war eine Abschätzung für das obere Ende des Datenvolumens einerseits 
und zum anderen geht es ja genau darum, signale mit 1-2 Sekunden 
periodizität aufzulösen.
Hast du genauere Infos zum normalen SD-Karten Protokoll? Aber deine 
Variante hört sich schön kompakt an!
Zu Teil zwei der Frage: kennt jm einen derart schnell reagierenden 
Temp-sensor? PT 100 ist ja nicht der allerschnellste durch seine Masse.

Viele Grüße

Autor: Gast 57 (Gast)
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Statt einer SD-Karte würde ich ein serielles EEPROM, I²c oder SPI-Bus
verwenden, ist auch einfach anzusteuern. Bitte beachten hier wird gerne
die Kapazität in BIT! und nicht in Byte angegeben. Abgespeichert wird in 
der Regel in Bytes....

Autor: micha (Gast)
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Ein derart fixer Temperatursensor wird schon schwer zu bekommen sein. Du 
brauchst einen Sensor mit extrem kleiner Masse. Eventuell könntest Du 
einen Transistor oder Diode "missbrauchen" und deren termisches 
Verhalten auswerten. Aber das mit 100 Hz (stabil)? Sportlich

Autor: skriptkiddy (Gast)
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Paule schrieb:
> Zu Teil zwei der Frage: kennt jm einen derart schnell reagierenden
> Temp-sensor? PT 100 ist ja nicht der allerschnellste durch seine Masse.

Mit konventionellen Temperaturmessverfahren (NTC, PTC)  wirst du kaum 
einen brauchbaren Temperaturverlauf für 0.5..Hz Periode bekommen.
Dann wirst du schon auf sowas wie IR-Messung zurückgreifen müssen. Das 
wird aber nicht billig.

Autor: Steffen (Gast)
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Da nimmt man einfach nen pt100 in smd und fertig (gibts bei reichelt). 
Die sind so empfindlich das man in 30cm die hand davorhalten kann und es 
wird klar eine definierte reproduzierbare temp-erhöhung ausgegeben. Zwar 
im zehntel- und hundertstel-Kelvin-bereich aber trotzdem machbar.

Autor: skriptkiddy (Gast)
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Steffen schrieb:
> Da nimmt man einfach nen pt100 in smd und fertig (gibts bei reichelt).
> Die sind so empfindlich das man in 30cm die hand davorhalten kann und es
> wird klar eine definierte reproduzierbare temp-erhöhung ausgegeben. Zwar
> im zehntel- und hundertstel-Kelvin-bereich aber trotzdem machbar.

Meinst du den hier? 
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=B6;...

Da lese ich was von fast 10 Sekunden Ansprechzeit in Luft (1 m/s).

Autor: Bernd Funk (metallfunk)
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Du könntest den Stirling aber auch so umbauen, daß der
Luftstrom zwischen Verdränger- und Arbeitskolben über
2 Leitungen mit Ventilen geht.
Dann könntest du die Temperaturdifferenzen viel genauer
messen.

Autor: Steffen (Gast)
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Hmm da haste recht Scriptkiddy, ansprechzeit is recht hoch, wird also 
nix mit 100Hz. Dann bliebe ja nurnoch ein Hitzdrahtanemometer oder 
ähnliches?

Kann man nicht ausgehend von der bekannten thermischen Trägheit des 
Sensors runterrechnen auf die realen thermischen Werte obwohl die 
Trägheit des Sensors groß ist?

Autor: Mario M. (mariom)
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Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Es gibt sehr kleine NTCs in Bauart 0402, die sprechen sehr schnell an, 
wenn man sie an Fädeldraht anlötet und in ein wenig Vergußmasse pappt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Travel Rec. (travelrec) Benutzerseite

>Es gibt sehr kleine NTCs in Bauart 0402, die sprechen sehr schnell an,

Ist das ein Gefühl oder Wissen?
Wie schnell?

>wenn man sie an Fädeldraht anlötet

Vielleicht.

> und in ein wenig Vergußmasse pappt.

Kaum, denn damit wird das Ding thermisch isoliert sowie die thermische 
Masse steigt.

MfG
Falk

Autor: scriptkiddy (Gast)
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Travel Rec. schrieb:
> Es gibt sehr kleine NTCs in Bauart 0402, die sprechen sehr schnell an,
> wenn man sie an Fädeldraht anlötet und in ein wenig Vergußmasse pappt.

Hast du mal in die Datenblätter geschaut?

Steffen schrieb:
> Kann man nicht ausgehend von der bekannten thermischen Trägheit des
> Sensors runterrechnen auf die realen thermischen Werte obwohl die
> Trägheit des Sensors groß ist?

Ja das geht. Wenn man den Sensorteil als PT1 ansieht und ein PDT1 
nachschaltet. Könnte man sogar zeitdiskret im Mikrokontroller machen.

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