Hallo, ich möchten einen Type J - Temperatursensor auswerten mit einem µC (Atmega*) auswerten. Für die K-Typen habe ich den MAX6675 gefunden der mir den Analogteil komplett abnimmt, leider finde ich so einen IC nicht für den J-Type. Ich konnte bei Analog den AD594 finden aber dieser liefert ja auch nur eine Spannung die ich dann mit dem Atmel messen muss. Ich würde aber gerne möglichst auf wenig Analog selber machen. Kenn jemand noch eine Möglichkeit so eine Sensor möglichst einfach zu digitalisieren? Leider besteht keine Möglichkeit den Sensor zu ersetzen! Danke Peter
> Ich konnte bei Analog den AD594 finden aber dieser liefert ja > auch nur eine Spannung die ich dann mit dem Atmel messen muss Oje Oje, auch der Atmel hat Analogeingänge. Warum kaufst du die mit wenn du sien nicht nutzt ? Weil doppelt kaufen so geil ist ? Wohl eher weil du keine blasse Ahnung von Analogelektronik und OpAmps hast. Dabei tut es ein OpAmp für wenige cents um die 55uV pro K auf so ungefähr 5.5mV pro C zu verstärken damit sie der Atmel direkt messen kann. Falls der Sensor kühler sein kann als die Elektronik und macn das auch messen will, verstärkt ma auch negative Spannungen, halt also einen Nullpunkt irgendwo, z.B. bei 100 (vom A/D gelieferter Zahlenwert). Ein simpler NTC am Spannungsteiler in einen zweiten A/D-Eingang kann die Umgebungstemperatur angeben, damit du die zum Messwert des Thermocouples hinzuaddieren kannst für die Absoluttemperatur. Eine Kompensation direkt des Analogsignals ist auch möglich, man muss den NTC halt nur so angeschlossen haben, daß er die Spannung um 55uV pro C reduziert, aber hat sich dait auf Type J festgelegt, also denselben Blödsinn gemacht wie der MAX-IC. Ein Type J Temperatursensor ist nichts anderes als ein Type K Temperatursensor, er produziert nur für einen anderen Temperaturbereich den Spannungsbereich. Die Probleme sind dieselben, Thermospannungen treten ggf. auch woanders auf als bloss am Temperatursensor. Man sollte die Temperaturspnannungen der Anschüsse wegrechnen, wenn man auf Genauigkeit besser als +/-50 GradC wert legt, es sei denn, mann interessiert sich nur für die gemessene Temperaturdifferenz (Elektronik/Temperatursensor) oder die Elketronik liegt sowieso nur in 20 GradC warmen Räumen. Damit siehst du auch gleich das Problem des MAX6675: Er wäre für alle Thermoelemente geeignet, wenn man nicht so blöd gewesen wäre, nur eine Temperaturkompensation für Type K einzubauen. Diese Kombination, die Thermoelementtemperaur gleich mit der Umgebungstemperatur verrechnen zu wollen an statt beide Messwerte einzeln rauszugeben und das den uC machen zu lassen, macht den Chip unbrauchbar. Und du willst ihn kaufen :-( na ja, so einen ähnlich unbrauchbaren, nur für J. Das reicht schon, wenn man Temperaturen messen will, die wärmer sind als der uC: +---99k--+ | | ----------(--|+\ | / | | >--+-- A/D-Eingang des AVR \ +--|-/ ------+ | LMV2011 oder ein beliebiger | 1k anderer Rail-To-Rail mit besser | | als 55uV Offsetspannung (falls Masse es überhaupt auf's Grad genau sein muß) Dazu noch die Umgebungstemperatur, es gibt AVR mit built-in temperature measurement, wer weiß, was du nimmst. Natürlich gibt es aufwändigere Schaltungen wenn man zusäzlich was will, z.B. Temperaturen messen die unter 0 GradC liegen (was der MAX auch nicht kann).
Wie sieht denn dann so eine schaltung aus wenn ich Temperaturen unter der µC Temperatur habe?
MaWin schrieb: >> Ich konnte bei Analog den AD594 finden aber dieser liefert ja >> auch nur eine Spannung die ich dann mit dem Atmel messen muss > Oje Oje, auch der Atmel hat Analogeingänge. > Warum kaufst du die mit wenn du sien nicht nutzt ? > Weil doppelt kaufen so geil ist ? naja er Unwisenheit auf diesem Gebiet. Meine Erste Idee war auch nur einen Atmel mit ADC-Diff eingang zu verwenden, dieser hat ja auch eine zu schaltbare Verstärkung von bis zu 200. Ich muss Temperatur von 25 bis 300 Grad erfassen. Der Sensor liefert mir bei ca. 270Grad 13,9mV. Bei einer Verstärkung von 200 bin ich dann bei 2.7V. Leider fehlt mir die Erfahrung wie genau so etas am ende wird, wo kann ich dabei grosse Fehler machen - eigentlich bräuchte ich ja nur noch eine Ref-Spannung von etwas 3V. Damit könnte dann auch der OPV wegfallen oder ist damit ein bessere ergbniss erziehlbar? Was haltet ihr von Atmel mit DIF-ADC und 3V Ref.?
@ Peter (Gast) >> Oje Oje, auch der Atmel hat Analogeingänge. >> Warum kaufst du die mit wenn du sien nicht nutzt ? >> Weil doppelt kaufen so geil ist ? jaja, Prinz Charming mal wieder auf vollen Touren . . . >naja er Unwisenheit auf diesem Gebiet. Ist OK, und µV sind nun mal nicht so einfach zu handhaben. >Leider fehlt mir die Erfahrung wie genau so etas am ende wird, wo kann >ich dabei grosse Fehler machen An vielen Stellen. ;-) > - eigentlich bräuchte ich ja nur noch >eine Ref-Spannung von etwas 3V. Damit könnte dann auch der OPV wegfallen >oder ist damit ein bessere ergbniss erziehlbar? ja. >Was haltet ihr von Atmel mit DIF-ADC und 3V Ref.? Nichts, die Offsetfehler sind jenseits von gut und böse. Du brauchst wie bereits gesagt einen OPV mit sehr geringer Offsetspannung, 55uV und weniger. Gibt es. Und dann noch einen gescheiten Aufbau. Stichwort Kaltstellenkompensation. Siehe auch http://www.mikrocontroller.net/articles/Temperatursensor#Thermoelement MFG Falk
Ja, es gibt irgendwie AVR mit eingebautem Verstärker, aber es ist auf der Atmel WebSite nicht in endlicher Zeit herauszufinden, welcher davon nun die besten elektrischen Werte besitzt, ohne alle Datenblätter von allen Chips einzeln zu vergleichen, denn es wird zwar immer gesagt, was die Chips geminsam hebn, aber nie, was sie unterscheidet. Die parametric tables glänzen mit Spalten in denen be allen Modellen drinsteht "ham wa nich" Die WebSite von Atmel wird immer schimmer, entdeckt man irgendwo einen Begriff, z.B. gain stage, kann man den mitnichten anklicken um zu einer Liste der Chips zu kommen, die die enthalten, auf der möglichst dann auch noch die Unterschiede der Chips stehen. Auf jeden Fall reicht ein 12 bit A/D-Wandler an 1.1V Referenzspannung nicht, um 1 GradC aufzulösen, man braucht Verstärker. Der ATmega8535 hat Gain 10 oder 200 und VRef 2.56V, und damit eine theoretische Auflösung von 12uV, aber einen Offsetfehler von 3.5LSB, also wohl 43uV, einen Absoluten Fehler von 6LSB, also wohl 75uV was etwas über 1 GradC läge womit man leben könnte, und einen einen Verstärkungsfehler von 0.3 oder 1.6%, was wohl ohne Korrektur (Kalibrierung) zu viel wäre.
Ich habe auch gerade im Datenblatt von Atmege16 gelesen das er bei einer Verstärkung von 200 nur noch 7bit verwendbar sind. Ich werde mich mal an ein Schaltplan mit dem LMV2011*, einer Ref-Spannungsquelle LT 1021-5 und einem Atmel machen. *Vorschläge zu einem anderen OPV der bei Reichelt bestelltbar ist und für diese Zwecke geeignet sind gerne willkommen. Aber erst morgen Gute Nacht
Du solltest vielleicht auch mal sagen, welchen Temperaturbereich du mit welcher Genauigkeit messen willst und welche Temperatur deine Schaltung dabei hat, bevor du Bauteile kaufst, die unnötig wären. Aber nein, dazu müsste man als Fragender ja mal ein paar Tastenanschläge machen, man lässt sich doch lieber die Arbeit von anderen 10-fach machen.
MaWin schrieb: > Du solltest vielleicht auch mal sagen, welchen Temperaturbereich du mit > welcher Genauigkeit messen willst und welche Temperatur deine Schaltung > dabei hat, bevor du Bauteile kaufst, die unnötig wären. oder die Leute müssten etwas genauer lesen: Peter schrieb: > Ich muss Temperatur von 25 bis 300 Grad erfassen. Der Sensor liefert mir > bei ca. 270Grad 13,9mV. OK die Genauigkeit fehlte noch: Die Anzeige wird nur Grad anzeigen, keine Kommastellen. Wenn es ohne grossen aufwand möglich ist also aufs Grad genau. Wenn dafür der Aufwand sehr gross ist, könnte man auch mit einer genauigkeit von 5 Grad leben.
> Vorschläge
Schau mal in die Aplikationn Notes AN-28 von Linear
gk
gk schrieb: > Schau mal in die Aplikationn Notes AN-28 von Linear Danke cool - Seite 20. Die Grundlagen sie ja gleich geblieben, aber mittlerweile hat sich ja die Technik weiter entwicklent. In dem PDF wird ja auch mit dem LT1025 gearbeitet. Weiter oben wurde aber schon der Vorschlag gemacht es mit einem genauen OPV zu machen.
Da gäbe es auch noch den AD594 und AD596, sind aber bereits betagte Schätzchen und ich weiß nicht, welcher der üblichen Verdächtigen die führt. gk
Ich nehme gern den LT1006. Den gibt es auch bei Reichelt. Aber wenn du mit 5Grad Genauigkeit auskommst ist er vielleicht schon zu gut/teuer. Olaf
Olaf schrieb: > Ich nehme gern den LT1006. Den gibt es auch bei Reichelt. > Aber wenn du mit 5Grad Genauigkeit auskommst ist er vielleicht > schon zu gut/teuer. Danke für den Tipp, da ich SMD verwenden wollte würde ich den LT1007-CS8 nehmen. Das ist aber scheinbar kein Rail-to-Rail. An welchen Wert kann ich ablesen wo die output grenze ist? Ich würde den OPV mit 5V betreiben. In welchen bereich ist dann der Ausgang? Wird mein erster OPV - darum die vermutlich dumme Frage.
Peter schrieb: > Das ist aber scheinbar kein Rail-to-Rail. Nicht nur "scheinbar", er ist kein Rail2Rail. Er ist "nur" relativ fix und rauscharm.
25 bis 300, das heisst daß der Sensor eventuell kühler ist als die Elektronik ? Vermutlich nein. Der LT1007 funktioniert nicht mit 5V. Kann man kaufen, aber das bereitstellen einer zusätzlichen Spannung ist den Aufwand wohl nicht wert. Ein paar passende (ich hab nicht ins Datenblatt geguckt, nur die Suchfunktion auflisten lassen) die bei DigiKey Rail-To-Rail Vos <100uV haben in DIP8: LT1677/1881/1884, LT1218/1219, TLC2201/2202, OPA251/2251/336/2336, MAX409, lässt man SMD-Gehäuse zu gibt es unendlich viele.
MaWin schrieb: > Der LT1007 funktioniert nicht mit 5V. danke für die Info, kannst du eventuell noch sagen wo man das im Datenblatt rauslesen kann? Er geht bis 22V aber das Minimum konnte ich nicht rauslesen. Ich habe mittlerweile bei Reichelt den LTC2051 gefunden, er ist ein Rail-to-Rail und geht bei 5V. Von der Genauigkeit sollte er auch passen. Er ist zwar nicht der schnellste aber das ist mir egal. > 25 bis 300, das heisst daß der Sensor eventuell kühler ist als die > Elektronik ? Vermutlich nein. Richtig. Ich will es jetzt mit dem LTC2051 OPV LT179 Ref-Spannung Atmega8 µC DS18B20 Temp-Sensor zum ermitteln der Referenztemperatur umsetzen, gibt es noch einwände?
Peter schrieb: > danke für die Info, kannst du eventuell noch sagen wo man das im > Datenblatt rauslesen kann? Er geht bis 22V aber das Minimum konnte ich > nicht rauslesen. Wenn ichs recht in Erinnerung hab ist sein Rail bei rund 5V, daher machts wenig Sinn ihn nur mit ±5V zu betreiben. ;)
> wo man das im Datenblatt rauslesen kann? Vout bei +/-15V nur bis +/-12.5V, also fehlen anch plus 2.5V und nach minus 2.5V also bleibt bei 5V Gesamtversorgungsspannung gar kein Aussteuerbereich mehr. Der LTC2051 ist in Ordnung. Seine Eingangsspannung darf nur unter 4V liegen (bei 5V Verosgung) aber du willst eh verstärken, das ist also keine relevante Einschränkung. Der LT179 soll wohl ein LT1790 sein. Achte darauf daß du kein LT1790BI sondern zumindest LT1790B kaufst. Der DS18B20 ist wohl eine Remineszenz an deinen MAX6675 - ich kann kein analog also kaufe ich digital. Unnötig. Ein NTC oder PTC (KTY81 oder so) an einem Festwiderstand als Spannungsteiler oder ein LM335 oder eine simple Diode (temperaturabhängigkeit der PN-Verbindung) tut es letztlich besser. Denk dran, der LTC2051 hat 2 Verstärker, was machst du mit dem anderen wenn du die Temperatur digital misst ?
MaWin schrieb: > Der DS18B20 ist wohl eine Remineszenz an deinen MAX6675 - ich kann kein > analog also kaufe ich digital. Unnötig. nein nicht wirklich, aber von haben ich gerade 10 stück rumligen und der Code dafür ist auch schon ferig (war für ein anderen Projekt). > Denk dran, der LTC2051 hat 2 Verstärker, was machst du mit dem > anderen wenn du die Temperatur digital misst ? nichts.
> DS18B20 Temp-Sensor zum ermitteln der Referenztemperatur > umsetzen, gibt es noch einwände? Ich teile Mawins Meinung. Lass die Finger von dem Mist und haeng einen LM335 an einen anderen Analogeingang. Ausserdem ist es sicher weniger Aufwand etwas Analogtechnik zu lernen als diesen vermurksten 1Wire-Bus zu implementieren. > Der DS18B20 ist wohl eine Remineszenz an deinen MAX6675 - ich kann > kein analog also kaufe ich digital. Unnötig. Manchmal denkte ich ja man muesste eine Firma aufmachen die jeden Poppelsensor mit I2C-bus verkauft. Vermutlich kann man damit ein Vermoegen machen. Ich glaube das erste inovative Produkt sollte dann eine superhelle LED mit I2C-Bus sein. :-D Oder noch besser ich erfinde den Lumi-Bus und lass mit da irgendeinen Unsinn patentieren. Olaf
Olaf schrieb: > Ich teile Mawins Meinung. Lass die Finger von dem Mist und haeng einen > LM335 an einen anderen Analogeingang. Ausserdem ist es sicher weniger > Aufwand etwas Analogtechnik zu lernen als diesen vermurksten 1Wire-Bus > zu implementieren. Aber ich kann mir sehr sicher sein, das die Werte am ende auch stimmen, im Anlogteil können sich die Fehler besser verstecken, es gibt ja keine CRC. Der Hauptgrund ist aber das ich die dinger zu Hand habe. Und bei dem anderen Projekt waren sie notwendig weil mehere Sensoren an einem Kabel hingen.
> Aber ich kann mir sehr sicher sein, das die Werte am ende auch stimmen, > im Anlogteil können sich die Fehler besser verstecken, es gibt ja keine > CRC. Hoehe..da muss ich aber mal kichern. Setz deinen 1820 mal fuer einige Zeit Feuchtigkeit aus. Dann bekommst du schoen falsche Temperaturwerte mit perfekter CRC. Olaf
Kann mir noch jemand einen Tipp geben wo man den Tiefpass unterbringt (oder kann man ihn weglassen?). Vor oder nach dem OPV? Eventuell auch mit einem Vorschlag zu den werten von R und C. Mehr als 100 Messungen pro s werde ich bestimmt nicht machen.
Vor dem OpAmp.
----10k--+--|+\
/ |
/ 1uF
\ |
\ |
---------+
|
Masse
Einerseits führt die Erhöhung der Impedanz zu Rauschen,
andererseits Filtert der Kondensator das Rauschen.
Mit einem Wima MKS2 1uF Folienkondensator sollte der
Effekt positiv sein.
http://www.elektronikinfo.de/strom/op_rauschen.htm
Mehr als 10k würde ich nicht nehmen, auch der aus dem
OpAmp-Eingang fliessende Strom (bias strom) führt
sonst am Widerstand zu Messfehlern (allerdings sind
die meisten Rail-To-Rail OpAmps eh CMOS OpAmps mit
recht geringem Eingangsstrom so daß der Messfehler
auch bei 10k vernachlässigbar bleiben wird)
und mehr als 1uF auch nicht,
das ergibt eine Filterwirkung ab 100Hz.
Die 75pA des LTC2051 führen zu 10nV Fehler, also
vernachlässigbar, bei 125 GradC kann aber bis 3nA
aus dem LTC2051 fliessen was schon 30uV entsprechen
würde, bei solchem TempBereich sollte man ihn auf 1k
reduzieren.
Frage ist, wie gross die Thermospannungen sind, die
der Widerstand einführt. Da beide Drahtenden gleiches
Material haben, sollte der 0 sein wenn er gleichmässig
warm ist. Ist aber ein Ende nur 1 GradC wärmer als das
andere, kann das schon zu Messfehlern über 1 GradC
führen, weil dort ja Materialen aufeinanderstossen,
deren Seebeck-Effekt grosser sein kann als die der Type J.
MaWin schrieb: > Die 75pA des LTC2051 führen zu 10nV Fehler, also > vernachlässigbar, bei 125 GradC kann aber bis 3nA > aus dem LTC2051 fliessen was schon 30uV entsprechen > würde, bei solchem TempBereich sollte man ihn auf 1k > reduzieren. Danke MaWin für die auführliche Erleuterung. Die Schaltung ist zwar in der nähe des Ofens aber wird selber nicht wärmer als 40Grad.
Angehängte Dateien:
-
Schaltung.png
77 KB -
LayoutV01.png
64 KB
Hallo, so das Layout ist (fast) fertig. Da ist meine erste schaltung mit OPV und ein wenig Analogzeug ist, stell ich sie einfach mal rein und hoffe auf lass mich ein wenig kritisieren was ich alles falsch gemacht habe. Ein paar frage sind aber noch offen: sind die LEDs hell genug, ich will sie mit 40mA im Multiplex betreiben(1:6) Ist Pin 3 und 8 wirklich in den LEDs gebrückt? Kann ich beim ULN2003 den CD+ anschluss offen lassen? Funktioniert das ganze am ende? (ich erwarte nicht wirklich darauf ein antwort g) Bitte nicht über die Merkwürdigen +5V und GND Anschlüssen am Atmel wundern, sie helfen mir nur beim Layout haben aber sonst keine Bedeutung.
Nachtrag: die letzte LED hängt so komisch rum, weil mir 1cm Lizens fehlt. unten links muss noch eine Diode hin, habe noch keine passen SMD gefunden die auch lang genug ist.
> Funktioniert das ganze am ende? Keine gute Masseführung. Du willst Spannungen im Mikrovoltbereich messen, und schaltest Ströme im 200mA Bereich. Ich rechne bei dem Layout mit deutlichen Messfehlern. Die Verbindung von LT1790 über den Kondensatoranschluss zu AREF sollte kurz sein, das ist sie, aber die Masseleitung sollte ebenso kurz sein, parallel geführt werden, und nicht von anderen Strömen genutzt werden, und das ist er überhaupt nicht. Du betrachtest Anschluss 6 als Massepunkt, aber der ADC misst bezogen auf den GND Pin des uC. Versorge also den LT1790 aus einem GND-Pin des uC, der nicht noch woanderhin abzweigt, nicht vom Stecker. Und von diesem GND-Anschluss (des uC bzw. LT1790) sollte auch eine ansonsten nicht abgezweigte Leitung zum OpAmp als Masse gehen, damit er seine Ausgangsspannung auf dieselbe Masse bezieht, die AREF-GND sieht. Die Versorgungsspannung des OpAmp sollte dann parallel zu dieser Leitung zurückführen, damit sich keine Störungen einfangen, und wenn doch, dann zumindest in beide Leitungen gleich. Dann zweigt die Leitung ab zu VCC des LT1790 weil du ja 5V nutzt. +5V --L---+ | +------+ +------+--|LT1790|--+-- uC AREF |+\ | +------+ | | >-+ C | C |-/ +--(------(-----(-- Ain +------+======+=====+== uC AGND kurz Ausserdem sollte man eine Schaltung schon vorher ausprobiert haben, wenn man sich nicht sicher ist, ob z.B. die LEDs bei 5mA Segmentstrom ausreichend hell sind. Du möchest zwar gerne 10mA im Schnitt wenn ich deine Schaltung so sehe (40-50mA aus einem I/O-Pin), aber Figure 27-31 im Datenblatt kann man nicht einfach extrapolieren, der Strom knickt irgendwo zwischen 20mA und 40mA ein. Eventuell hilft es, pro Ausgang 2 I/O-Pins parallel zu schalten. Leider sind so viele nicht mehr übrig. > Ist Pin 3 und 8 wirklich in den LEDs gebrückt? Du solltest nicht davon ausgehen, obwohl es bei meinen so ist.
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